ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）の適切なグレードの選び方

ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、優れた機械的特性、熱的特性、化学的特性で知られる高温ポリマーです。航空宇宙、自動車、医療、電子機器産業で広く使用されています。

しかし、PEEKは他の高性能プラスチックと比べて何が違うのでしょうか？エンジニアが他の素材ではなくPEEKを選ぶ理由は何でしょうか？

このガイドでは、PEEK の製造方法と分子構造について説明し、アプリケーションに最適な PEEK グレードの選択を支援します。

PEEKプラスチックとは何ですか?

PEEKは、PEK、PEEK、PEEKK、PEKK、PEKEKKを含むポリアリールエーテルケトン（PAEK）ファミリーに属します。これらの中で、PEEKは最も広く使用され、大規模に生産されています。

略語 ピーク その化学骨格を明らかにする：

• ポリ： 多くの繰り返し単位（ポリマー）
• エーテル： 鎖中の酸素結合
• エーテル： 別の酸素結合
• ケトン: カルボニル基（C=O）結合

この特殊な配列により、PEEKは優れた特性を有しています。1980年代初頭にインペリアル・ケミカル・インダストリーズ（ICI、現在はVictrex PLC傘下）によって商品化されて以来、PEEKは完全にリサイクル可能です。

他の高温ポリマーとの性能比較

物理的特性

• 半結晶性、高性能エンジニアリング熱可塑性プラスチック
• 液体および疲労に対する優れた耐性
• 一般的な溶媒に不溶で、加水分解に耐性がある
• 蒸気や高圧水に1,000時間耐えても劣化しません
• 高い寸法安定性、固有の純度、生体適合性

機械的特性

• 優れた引張強度、靭性、耐クリープ性
• 高荷重、高温用途に適したバランスのとれた曲げ特性と引張特性
• 非常に高い温度でも曲げ弾性率を維持
• 過酷な環境に適した軽量コンポーネント

熱特性

• 高融点（Tm）：343°C
• 高いガラス転移温度（Tg）：143°C
• 連続使用温度：最大260℃

電気的特性

• 高い体積抵抗率と表面抵抗率
• 広い温度範囲にわたって優れた断熱性能

可燃性

• 厚さ1.45 mmでV0難燃性
• 限界酸素指数（LOI）：35％
• 煙や有毒ガスの排出量が少ない

強化材料

• ガラス繊維や炭素繊維は曲げ弾性率、耐クリープ性、熱伝導率、熱変形温度を向上させる。
• 炭素繊維強化PEEKは、最大29,000psi（約200MPa）の引張強度で299°Cでも性能を維持します。

PEEKと他の高温ポリマーの比較

• フッ素ポリマー: PEEK は、引張強度、熱変形温度、動作温度、接着性、加工性、有毒ガス排出に優れていますが、耐薬品性、コスト、靭性、紫外線耐性は若干劣ります。
• ポリフェニレンサルファイド（PPS）： PEEK は、耐熱性、靭性、フラッシュ制御に優れています。
• ポリエーテルスルホン（PES）： PEEK は、優れた温度性能、耐摩耗性、耐薬品性、耐疲労性を備えています。

PEEK は通常、他のポリマーと混合されませんが、他の PAEK およびポリエーテルイミド (PEI) と混和性のある混合物を形成できます。

• PEEK/PEI ブレンド: より高いTg
• PESおよびPPSとのブレンド: 高い互換性

PEEKの限界

• 高コスト – 高性能アプリケーションに最適
• 高温処理が必要
• 濃硫酸、濃硝酸、濃クロム酸に弱い
• ハロゲンとナトリウムの影響を受けやすい
• 紫外線耐性が低い

ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）の用途

PEEKは、航空宇宙、自動車、電気、医療、化学、エンジニアリングなど、幅広い業界で使用されています。代表的な部品としては、ベアリング、ピストン部品、ポンプ、HPLCカラム、コンプレッサーバルブ、ケーブル絶縁材などが挙げられます。

自動車産業

• 軽量でノイズを低減し、機能的に統合された金属代替品
• 優れた乾燥/潤滑表面相互作用、機械性能、耐疲労性
• 用途: ピストンユニットシール、ガスケット、ベアリング、トランスミッション、ブレーキ、AC システムの可動部品

航空宇宙

• アルミニウムやその他の金属の代替
• 大型で高精度な部品を組み立てなしで効率的に成形できます
• 用途:
  • エンジン部品：高温と摩擦に耐える
  • 外装部品：耐雨浸食性
  • 内部部品：難燃性、低煙・低毒性
  • 電気システム：電線と光ファイバーの保護

医療とヘルスケア

• 優れた耐摩耗性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性
• 用途: 歯科器具、内視鏡、透析装置
• 例:
  • 歯科用注射器のハンドルと滅菌箱をアルミニウムから置き換える
  • 約134℃で最大3,000回の高圧滅菌サイクルに耐えます
  • 機械的強度と加水分解安定性を維持
  • インプラントの生体適合性の向上

電気・電子工学

• 温度、圧力、周波数の変化に対して高い信頼性を実現する優れた絶縁体
• ウェーハ処理における汚染を最小限に抑えます
• 用途:
  • 同軸コネクタソケット
  • 表面実装型マイクロアジャストポテンショメータ（SMD）
  • 海底環境制御装置用絶縁体

その他の主要市場

• 工業、化学、加工部品において金属を上回る性能を発揮
• 食品接触用途向け FDA 承認 PEEK
• 例:
  • 再生ポンプのステンレス鋼インペラの交換
  • 最大圧力25,000psi、最大温度260°Cのパイプおよびホースコネクタ