ポリエーテルエーテルケトン (一般に PEEK と略される) は、ポリケトン ファミリーに属する高性能エンジニアリング熱可塑性プラスチックです。優れた機械的、熱的、化学的特性で知られています。

これらの特性により、PEEK は幅広い用途に適しています。用途には、航空宇宙、自動車、医療、エレクトロニクス産業が含まれます。

しかし、他の耐熱プラスチックと比べて何がユニークなのかご存知ですか?

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PEEK の構造とその背後にある反応メカニズム
* 他の耐熱プラスチックのさまざまな PEEK バージョンの比較
* 適切な加工条件と使用可能な最終製品

PEEK - ポリエーテルエーテルケトンとは何ですか?

ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) は、ポリケトン ポリマーのファミリー (PEK、PEEK、PEEKK、PEKK、PEKEKK) に属します。このうち、PEEK が最も広く使用されており、大規模に生産されています。1980年代初頭からICIから上場されています。PEEK は完全にリサイクル可能なプラスチックです。
CAS No.: 29658-26-2
化学名: ポリ(オ​​キシ-1,4-フェニレン-オキシ-1,4-フェニレン)]
化学式: C 19 H 14 O 3

PEEK の合成 PEEK
ポリマーは段階的重合によって得られます。ビスフェノール塩のジアルキル化による。これには、4,4'-ジフルオロベンゾフェノンまたは1,4-ビス(4-フルオロベンゾイル)ベンゼンとヒドロキノンの反応が含まれます。この反応はアルカリ金属炭酸塩の存在下で起こる。次いで、アルカリ金属フッ化物および重合溶媒を除去することによってポリマーが単離される。

このポリマーは、他の市販ポリマーの中で最も高い熱転移を示します。これは、それらの硬い芳香族ポリマー主鎖によるものです。その結果、最大 240°C の温度で使用できます。

代表的な特性の概要
PEEK は、半結晶性の高性能エンジニアリング熱可塑性プラスチックです。

この硬質で不透明 (灰色) の材料は、 * 機械的特性のユニークな組み合わせを提供します。
* 耐薬品性と耐摩耗性。
*優れた高温耐性
*曲げ特性と引張特性を組み合わせると、ポリマーは優れた耐クリープ性も示します。この材料は、永久変形することなく、高温*での高荷重に長期間耐えることができます。

これらの特性に加えて、PEEK には以下の特性があります。

* 高い融点 (Tm)、343 °C
* 高いガラス転移温度 (Tg)、143 °C
* 高い連続動作温度、最大 260 °C

これらの特性により、PEEK とその複合材料は作られています。高温用途に適しています。これらには、航空宇宙、自動車、構造、電気、生物医学の用途が含まれます。

ポリマーの価格は高いにもかかわらず、PEEK 材料が製造部品にもたらす付加価値には次のようなものがあります。

* 軽量。
*強度または靭性、および
*過酷な環境でより長く生き残る能力。

このポリマーは、高い体積抵抗率と表面抵抗率を示します。広い温度範囲にわたって良好な絶縁特性を維持します。環境の変化にも耐えられます。

PEEK の V0 可燃性評価は 1.45 ミリメートルと低く、LOI は 35% です。煙や有毒ガスの発生が極めて少ないです。結晶性により、多くの液体に対する優れた耐性と優れた疲労特性が得られます。

PEEK はすべての一般的な溶媒に不溶です。加水分解しません。蒸気または加圧水中で数千時間使用しても、顕著な性能の低下はありません。

PEEK のその他の特性としては、

* 低摩擦
* 良好な寸法安定性
* 優れたオートクレーブ耐性
* 生体適合性
* 長寿命
* 固有の純度

性能の比較: PEEK バージョンとその他の高温耐性ポリマー

純粋バージョンと強化 PEEK バージョン

カーボンファイバー強化 PEEK グレードは、優れた引張特性を提供します。29,000 psi の引張強度が達成され、性能は 299°C で維持されます。強化グレードは、非常に高温での性能が向上します。

強化グレードは、非常に高温での曲げ弾性率を高めます。ガラスやカーボンの強化材も追加できます:

*耐クリープ性と耐疲労性、
*熱伝導率、
*ポリマーの熱たわみ温度


PEEK と他の高温耐性プラスチックとの比較

*PEEK は、優れた引張強度、HDT、動作温度、フッ素ポリマーと比較して、接着性、加工性、有毒ガスの排出が少ない。しかし、耐薬品性、コスト、靭性、耐紫外線性の点で劣ります。
※PEEKはPPSに比べ、耐熱性、靱性、耐流出性に著しく優れています
。 ※PEEKはPESに比べ、耐熱性能、耐摩耗性、耐薬品性、疲労特性が優れています。
*PEEK は通常、他のポリマーとブレンドされません。ただし、他のさまざまなポリケトンと混和性ブレンドを形成することができ、PEI PEEK/PEI ブレンドは高い Tg を持ち、PES および PPS ブレンドとの相溶性が高くなります。


PEEK の限界

*要求の厳しい用途には高価になる
*高温処理
*濃酸などの特定の酸による攻撃を受ける 硫酸、硝酸、クロム
*ハロゲンおよびナトリウムによる攻撃を受ける
*低い耐紫外線性

PEEK ポリマーはどのように加工されますか?

ポリエーテルエーテルケトンは、次のような従来の方法で加工されます。

*射出成形。
・押出成形
・圧縮成形 など
ただし、成形時の加工条件は結晶性や機械的性質に影響を与えます。

線状熱可塑性プラスチックである PEEK は、温度範囲 (370 ～ 420°C) で溶融加工できます。ポリエーテルエーテルケトンを加工する際に腐食性ガスが発生しません。高熱可塑性プラスチックの溶融温度を効果的に監視することで、製品の品質が向上します。
ポリエーテルエーテルケトンを加工する前に、材料を 150°C で 3 時間、または 180°C で 2 時間乾燥させることをお勧めします。これは成形上の欠陥を避けるためです。これは成形上の欠陥を避けるためです。

PEEK ポリマーの加工:
射出成形
*良好な結晶化を実現し、反りを最小限に抑えるには、金型温度 160 ～ 190°C を推奨します。
* 200°C での後結晶化は可能ですが、高い寸法安定性が必要な用途には推奨されません。
*PEEK は、寸法公差が厳しい非常に小さな部品の射出成形に適しています。
*射出圧力: 70 ～ 140 MPa
*成形収縮: 未充填 - 1.2 ～ 2.4%、充填 - 0.1 ～ 1.1%

押出
*冷却温度は、結晶化度や特性に大きな影響を与えます。
*フィルムおよびシートの押出では、50°C の冷却シリンダーにより透明な非晶質材料が生成されます。
*170°C の冷却シリンダーにより、不透明で結晶性の高い材料が生成されます。
※オービタルフィルムや二軸フィルムも押出法で製造可能です。

3D プリンティング
PEEK の 3D プリンティングは、その独自の特性により、他の技術では製造できないような、事実上あらゆる複雑なデザイン ジオメトリの構築を可能にします。溶融堆積モデリング - FDM (または溶融フィラメント製造 - FFF) 法は、PEEK フィラメントを使用した 3D プリントに使用されます。
*ノズル温度: 360 ～ 400°C
*加熱ベッド: 120°C

アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS) などの他の一般的な FFF 材料と比較して吸湿性が低いため、FFF の優れた候補です。