四．加工工藝
3 D5 L8 x$ T! ~PEEK雖然是超耐熱性樹脂，但由于它具有高溫（350～400℃）流動(dòng)性好和熱分解溫度很高的（560℃）的特點(diǎn)，因此可以采用注射成型，擠出成型、模壓成型、吹塑成型、熔融紡絲、旋轉(zhuǎn)成型、粉末噴涂等多種方法成型加工。作為二次加工可以采用真空成型、壓延、拉伸、超聲波焊接、粘接、復(fù)合、機(jī)械加工等加工手段。; b8 G) Y- c) s& q6 j% U2 X" U3 m- U
下面簡(jiǎn)單介紹一下，常用的PEEK注射成型和擠出成型的一般加工工藝條件。
4 n3 `% C X" @! k4．1注射成型; K1 p6 o% H& I% S3 [
4.1.1設(shè)備
7 S3 W. f$ o1 r% s$ V6 zPEEK可用通常的螺桿式或柱塞式注射成型機(jī)加工成型，注射成型機(jī)應(yīng)滿足下述基本條件：料筒溫度可升到400℃；料筒內(nèi)應(yīng)該沒有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不會(huì)自動(dòng)流淌，所以噴嘴不需要加斷流閥（shut off valve）。
& _& l# |0 }( Q3 d4.1.2 模具溫度
6 ]+ a/ M8 o% o由于PEEK是結(jié)晶性樹脂，因此使其充分結(jié)晶可以提高其性能。一般模溫在160℃以上時(shí)，就可以充分結(jié)晶，即使不熱處理也能得到很好的成型品，如果因?yàn)槟＞呓Y(jié)果所限模溫?zé)o法提高時(shí)，可在200℃以上熱處理一小時(shí)，也能使結(jié)晶完全，從而使機(jī)械強(qiáng)度和耐藥品性等提高。6 `! a+ }0 Y! \# ]( |+ }# z/ u& ~* C3 l
4.1.3預(yù)備干燥
# |' i. b/ A' I" Z; d# w0 s雖然PEEK的吸水率很低，飽和吸水率只有0.5%，但是要在高溫下成型，所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小時(shí)以上。
3 b! N3 @# \( bPEEK的標(biāo)準(zhǔn)注射成型條件如表4所示。( U5 W: Z- x0 O1 T1 ~( T
表4 PEEK的標(biāo)準(zhǔn)注射成型條件) P; ^, V' x( O c% v* s$ T
項(xiàng) 目 純 樹 脂 30%玻璃
6 ^$ @, l* B. Y3 t3 f& L! U, b纖維增強(qiáng) 30% 碳
& O; d/ d* X4 P$ j# h( ^纖維增強(qiáng)
) n+ b) }" X0 |, b$ ^+ v" g料筒溫度（℃） 根部! Q. I" r3 c U# {; w& {. r: j# H
中間3 n* `: e9 U6 B
噴嘴 330～360" J; L, k- L: V/ E3 [( W! O
350～3801 A* \* x6 b0 H3 A2 U: y3 N" A
350～380 350～380$ \. ?* |: [' `8 d9 M. T
370～400
8 Q9 W% K7 B% h, V7 R6 J! A370～400 350～3804 W. v+ m( l- p" r) C- Y! r
370～400
% I1 R1 }) _) U370～400
, f" q# |3 q4 M7 @, Z模具溫度（℃） 130～170 140～180 140～180
) F+ y* H8 l) b7 J( `5 E9 v注射壓力（Kg/cm2）
. ]: k2 j/ e5 s+ J: ^) R螺桿背壓（Kg/cm2）
" F; L: U% s; v j. N5 q, L保 持 壓 1000～1400+ @$ ?. H5 i7 K9 P) n1 i5 \
50～100
& k& ]' L4 ?- M# V* @2 W500～700 1200～1600
6 G. t6 g* R# y5 b1 q4 J3 L7 f50～1001 K: E. D, f- i* n% d8 `. d7 o1 g
600～800 1200～16002 n6 ?+ D/ S) j7 g
50～1008 s4 z# K( z% ~8 q8 z
600～800 8 r2 ~+ [: `' R5 n, N+ i5 O
注 射 速 度
8 M# `1 s8 c) m7 E9 Q0 [* w& x1 f螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）
8 I# D+ Y" W; G循環(huán)周期（秒） 中速～高速: L+ G3 l! {+ E
50
`, h2 w- q, q) u30 中速～高速
( y% v7 l0 ?+ g. [! L i50
) F# G$ W n5 w4 g8 P# t30 中速～高速& r/ Q+ s6 V( `; e
50) E% p8 J0 E' k0 s0 G
30
7 u9 m' D( ]( M 5 p5 N; L% |- U n' w
7 j) y9 o" H* r1 n3 f3 n {
, U( Z; K% O5 O5 L4．2擠出成型
. s! o1 \/ h* e4 p1 i8 J T, Y* ePEEK可以采用擠出成型工藝加工成薄膜、電線包皮、單絲、棒材、薄板等。表5列出了PEEK薄膜的擠出成型條件。$ ~* z5 L4 O9 e, S( s
表5 PEEK的標(biāo)準(zhǔn)擠出成型條件$ J) E+ J- M% o& A4 |: v
項(xiàng) 目 條 件 5 T: J: y4 H. `0 k9 O
擠出機(jī)螺桿 Φ30， L/D=24， C.R.=3 $ s7 _( q) W# ^) j- [
料筒溫度（℃） 喂 料
. p, L9 `$ B, ?' a8 C7 u壓縮部
# a6 P+ E% h7 e) n機(jī) 頭 3503 P. J+ ~3 [! g; U4 q
370
% f1 d5 a; L d3 @380
$ k. S, N" b+ W模具溫度（℃）. o6 f* e; F2 N; i: T4 }* A# X
定型輥溫度（℃） 3806 Y& I f! ^9 |( ?
30
0 k$ s2 V* m6 o# U) R* t: L& j9 _螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（rmp）
) d6 V2 M) ~" O線速度（m/min）) l6 d* Y4 h$ }0 K- n
吐出量（Kg/cm2） 302 g, }3 D% T" a$ F. H" U9 W
10& t' r3 G Y3 y( T
5 ' o) w5 E/ O3 B: @3 D% h
$ K0 R3 s7 o8 h9 O9 c
7 y. O7 b$ G7 b6 a# G PPEEK的標(biāo)準(zhǔn)物性數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)中心）+ J0 n4 u$ \+ n5 X9 s: U" g& E( u
五．用途- X8 z4 B9 C# A' Y( v
5.1復(fù)合材料
- }, P0 F8 H5 z/ d近些年來(lái)引人注目的是熱塑性樹脂基復(fù)合材料，其中發(fā)展最快的是由ICI公司推出的PEEK復(fù)合材料（商品名APC－2）。5 H* Y5 H( b# y6 K7 ~2 Q; k5 j& w% O
5.1.1制造方法
& I8 t8 R# r" a3 m2 FAPC－2是將碳纖維的長(zhǎng)纖維用PEEK熔融預(yù)浸制得，由于碳纖維與基體PEEK的相容性好，可以制得粘結(jié)性很好的復(fù)合材料，孔隙率只有0.1%。表6是其材料的機(jī)械性能。) `: b) P. I/ R2 [
表6 APC－2的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械性能4 B+ g5 K7 x# C& Q) x( b4 `. @
項(xiàng)目 單位 數(shù)值 , @3 P9 S8 F! e% @9 |8 f
（鋪層方向0°）
% ?, I0 m8 M: U6 E. ~拉伸強(qiáng)度: G) W2 I9 v5 L& \! l
拉伸模量
1 V6 l2 ]: E! N7 d; N, O5 ?' W斷裂伸長(zhǎng)
* W+ g9 i/ \5 ^+ Q3 M彎曲強(qiáng)度3 j& F% Q8 m$ z* k5 y5 ~5 L
彎曲模量 " n& s5 M. f# G3 j2 ~0 o0 v
Mpa
; ^- V4 u1 F6 R0 a8 lGpa
- F( k' p5 h- P/ r%) w! n( f& C0 Z# {% H- H
Mpa
1 `7 Z/ F0 B/ N( ]4 AGpa 4 [; Q1 W1 T, U9 `. Z
2130
; n. C% @6 U3 g134$ P2 x) a% k2 u8 L7 G
1.45
3 {3 ]0 F0 X5 M6 }1880. [. ^$ S/ |# Z
121 % k8 D" s1 v. u: V7 }0 w4 U
（鋪層方向90°）
& X6 k; G/ a& _* |拉伸強(qiáng)度
: v0 g4 a6 z$ \拉伸模量# x0 @" j( b* F6 J! u9 [' }
斷裂伸長(zhǎng)" ~: s! v0 Z, B7 Y
彎曲強(qiáng)度0 m8 e8 p" V& q ?
彎曲模量鋪層方向 * [9 E% Y0 l* r) o% ]
Mpa
- s e4 }5 B* yGpa" R: F0 M: c `: r/ s
%% j `# t. O9 V# B
Mpa/ a4 V' G, a- Z6 X0 L- l
Gpa # h4 E6 e7 A& }4 O. b% ?
804 @0 I/ A( ^& O% Q
8.9
0 {$ D B& e' U- Z1.0/ s, q( M0 f2 d& Y3 W- |
137$ d( q4 t1 Z. h) _) K# ]7 Y6 D
8.9 3 s% V% v% D# H u) v' ~
（鋪層方向±45°）8 i( n+ z) _% H# @" z4 a
拉伸強(qiáng)度$ `* r. u; `& b4 ^5 Q4 J/ f
拉伸模量( ~3 [& P& g e" Q7 _3 {" |
斷裂伸長(zhǎng) - W9 a2 l7 ~: T
Mpa
3 C0 w8 g2 D$ `* sGpa
3 e* x4 s9 N' ~# T" e# Y5 v%
6 s* L/ o0 v# V- u) ^( J300
2 E% F! @- {% `9 H/ a1 Z" t& w/ R19.2
5 z$ M( L. o$ E# J* F' s& Q8 n% O17.2
& L7 B4 p# H8 H+ s( C9 k
4 h1 Y( w: u: h比環(huán)氧樹脂復(fù)合材料易加工
- _4 m, B3 P( e! ]' C4 j' x$ H成型后不需養(yǎng)生
; s, O; h/ I/ s4 f+ t5 Y有良好的耐沖擊性，損傷容限大$ J; v: J& T) S- ^ x
有優(yōu)良的抗蠕變性和耐疲勞性
% O" W* s* x0 z) T. Q有良好的耐熱性0 \6 \* D& x' [& u" I2 _6 k& E: v
有優(yōu)良的耐熱濕循環(huán)性; G" E- r/ ^8 {7 k3 j5 J
損傷處易修補(bǔ)$ r. h X- n& }6 R# n; p
5.1.3制品的規(guī)格
/ c6 |6 l9 X8 Q2 aICI上市的最通常單向預(yù)浸物（CF含量68%±2）和由這種預(yù)浸的按各種角度（＋45°/90°/－45°/0°）鋪層后壓制成的薄板的規(guī)格如表7所示。. N' W; c' l# e# O( F8 q
表7 典型的APC－2制品的規(guī)格
X) Y; t4 F# X1．單向預(yù)浸物（CF含量68%±2）
, L' c1 u% _# R1 o: F標(biāo)準(zhǔn)寬度 140mm
' A5 B" P: y5 \ 216mm8 C4 V! c0 ^' c# d
標(biāo)準(zhǔn)厚度 0.125mm
/ H- r4 {8 }, d8 {標(biāo)準(zhǔn)重量 213g/㎡) Y# Y4 G5 }' @8 w- z# j% Z
標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng) 50m
3 ]; C* N3 A& |1 e$ _# a! P2 ^2．薄板 （＋45°/90°/－45°/0°）% ?8 l+ I9 e: ^& P) M, U
標(biāo)準(zhǔn)尺寸 405mm×405mm
1 F, ~+ ~9 h" j1 q; g2 I700mm×700mm' Q# h6 @, X9 M# J( Y$ v
標(biāo)準(zhǔn)厚度 1mm（預(yù)浸物8層）
; n0 R2 f( E' U) @$ d2mm（預(yù)浸物16層）& m* I2 w5 m3 L7 S# Y, E6 j9 k
3mm（預(yù)浸物24層）# Q/ \- l, y7 z/ z" L
4mm（預(yù)浸物32層）
! Q. E4 ^# N5 |$ K* p. z, P5mm（預(yù)浸物40層）
8 j+ M8 W8 \; p8 {
, r1 g' w+ [- v+ c( a3 _( n' N5.1.4用途
) G, @( r+ ^4 L1 S4 l- ]利用上述特點(diǎn)雖然可有多種多樣應(yīng)用領(lǐng)域，但目前主要用在航空和軍工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。- e( f7 n9 t) c. c
5.2擠出成型制品 m. v8 k7 G8 c. I# S) k
5.2.1電磁線
: {3 D4 f, e& Y9 M; H8 W+ y利用PEEK具有包覆加工性好（可熔融擠出，而不用溶劑）；燃燒時(shí)發(fā)煙量低且產(chǎn)生腐蝕性氣體少；耐剝離性好；耐磨耗性好；耐輻照性強(qiáng)；可自由著色等特點(diǎn)，已經(jīng)用作電纜、電線的絕緣或保護(hù)層。廣泛應(yīng)用于原子能、飛機(jī)、船舶、油、氣井，電磁線、光導(dǎo)纖維等領(lǐng)域。
: W/ {& d( i& V4 R Z+ Z5.2.2薄膜6 k; h" L% `4 A- v8 Q$ M
利用其比聚酰亞胺吸濕性小，高溫時(shí)耐堿、耐酸和耐高頻性好、耐焊錫、耐輻照等特點(diǎn)，用作H級(jí)以及C級(jí)絕緣材料，廣泛用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電容器等的絕緣薄膜，可繞性印刷線路板，載波帶（carrier tape），復(fù)合材料（用PEEK與碳纖維、玻璃纖維層覆），耐熱耐藥品的環(huán)型帶等。- Z) d$ Y: M" B8 [; c
5.2.3纖維* k& T% f0 A0 a5 y
利用PEEK單絲比聚酯和尼龍纖維有更好的耐蒸氣、耐藥品、耐磨耗、抗蠕變、韌性好等特點(diǎn)，應(yīng)用于制紙機(jī)械的干燥帆布、耐熱滬布、球拍的網(wǎng)線、復(fù)合材料（與碳纖維、玻璃纖維等混織或混編）、耐熱耐藥品紡織帶等。
# [5 @8 y7 d" @1 v5.3注射成型制品; w6 A8 n2 e) d! x! V3 Q# H/ ]
5.3.1耐磨材料$ j8 h7 e! l, P
發(fā)揮其耐磨性、耐藥品性、韌性好和可在250℃使用等特點(diǎn)用于制造軸承保持架、金屬軸承的護(hù)襯、離合器零件、動(dòng)力閘的真空零件、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的零件、滑輪加載器（turbochanger）葉片、復(fù)印機(jī)零件、懸置軸瓦、活塞裙、發(fā)動(dòng)機(jī)推桿等。7 m B8 s- B& J2 b) R, U: w
5.3.2電器、電子制品* x5 g9 V& |0 @9 l: p
發(fā)揮其耐焊錫性（熱變形溫度300℃以上）、阻燃、UL溫度指數(shù)250℃、韌性好等特點(diǎn)，用于制造鑲嵌插頭，高可靠性接插件，電纜插頭，接線盒，配線的引出頭，極板的籠型線圈（Waferbasket），電池外殼，IC的封裝等。' Q& B! A4 V6 X5 C- m* N
5.3.3熱水設(shè)備- K# H6 }% Y/ A1 I# h6 o' a
發(fā)揮其能耐300℃的加壓水或蒸汽而且在200℃以上可長(zhǎng)期使用的特點(diǎn)，用于制造熱水、化學(xué)泵的泵體和葉輪及其它零件，蒸氣閥門，O型圈，采油用接插件，鍋爐及PH計(jì)的護(hù)套等。, q2 A3 i- J$ X( }
5.3.4其它
/ P# h6 `( b0 TPEEK還可以用于制造原子能發(fā)電站用接插件和閥門零件、滑輪葉片、顯微鏡燈的罩、馬達(dá)周圍導(dǎo)線支架、火箭用電池槽、螺栓、螺母、實(shí)驗(yàn)室用鑷子等。
/ W$ Y3 N; A, c5.4粉末噴涂制品
+ W( i8 m% H" n( U9 a w, ~PEEK可用靜電噴涂或流化床法噴涂制成金屬等表面的耐熱、耐腐蝕涂層。
0 Z# L# r" H- _2 Z- a0 Z5.5其它加工成型制品
" f7 m* J% ?' \% c; y可用旋轉(zhuǎn)成型制造大型成品，用吹塑成型法可做成核廢料的容器，還可以把PEEK薄膜與金屬熱壓粘接制成高溫粘結(jié)力很好的復(fù)合材料。* K) U, L( j/ ?$ @9 |/ i% ~6 v9 P
六、主要生產(chǎn)公司! H0 v* v2 }, D% w; h1 G5 `+ ~! M' H1 ^
國(guó)外主要生產(chǎn)公司；
% f3 m2 w ~- t" m9 }1、英國(guó)ICI(PEEK原粉生產(chǎn)商)；
. b8 E& j- p% ?4 g( }, N, {2、德國(guó)Degussa(PEEK原粉生產(chǎn)商)；
% u+ o( j0 Q6 |5 i) J( p- Q3、英國(guó)Victrex PLC' Y/ r2 F2 z3 j' ~/ o
4、日本住友（Victrex PLC與三井的合資公司）共混公司；; q* f/ J y1 i: i$ @# P$ M) s: r
5、美國(guó)LNP(已被GE收購(gòu)，LNP已加入到GE的全球共混物行業(yè))
) N" ^% X; r1 @; l9 Q8、荷蘭DSM0 c. T6 d# v; h% i
9、美國(guó)RTP公司
. W ^/ q, ^+ W( P2 L9 U( P+ p國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)公司： |
發(fā)表于 2008-6-20 13:59:19
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