PEEK的改性及应用

时间：2022-12-05

PEEK具有耐高温、耐辐射、耐腐蚀、尺寸稳定性好、电性能优良等特点，同时还具有优异的加工性能，易于注塑成型、挤出成型和切削加工，是综合性能较优的特种工程塑料之一，与聚酰亚胺等特种工程塑料共同处于塑料材料金字塔的*。由于在特殊应用场景下，聚醚醚酮拥有其他聚合物**的优良性能，近年来需求增长迅速。

一、PEEK的改性方法

对PEEK进行纤维增强、无机填料填充以及**材料共混等改性，可以进一步增强PEEK的力学性能、耐热性能以及耐摩擦性能，得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料，同时，由于 PEEK 材料本身价格相对一般工程塑料较高，与其他材料进行共混，不但能够赋予材料更多的优良性质，还可以提高材料的性价比，降低材料成本，扩大使用范围。

目前，PEEK 材料的主要改性方式有纤维增强 PEEK、无机填料填充 PEEK、**材料共混改性、与其他聚合物共混等。

1、纤维增强

玻纤、碳纤和各种晶须与聚醚醚酮有很好的亲和性，因此，常被选为填料增强聚醚醚酮制成高性能的复合材料，提高聚醚醚酮树脂的强度、使用温度等。利用玻纤、碳纳米管、碳纤增强的 PEEK 复合材料，力学、热学等性能有显著提高。

2、无机填料填充改性

可用于填充的无机填料通常是微米、纳米级无机颗粒，例如氧化铝、CuO、ZrO2 等。纳米粒子不但具有尺寸效应、高化学反应活性的性能，而且还能与聚合物界面进行相互作用，因此，在 PEEK 和其他聚合物的改性中被广泛采用。

3、**共混改性

将聚醚醚酮与具有较高玻璃化转变温度的**高分子材料共混不仅可以提高复合材料的热性能和降低生产成本，而且对其力学性能也有很大影响。PEEK可于聚合物PTFE、LCP、PEI、PI等共混。

4、表面改性

由于 PEEK 复合材料之间相容性及亲水性较差，通过物理和化学方法对PEEK或添加物的表面进行处理可以使其表面的结构发生变化，极性和亲水性得到改善，从而可进一步提高与其它物质间的作用力和复合材料的物理性能。

5、混杂改性

由于使用单一材料增强改性 PEEK 时往往只能有限提高其性能，例如化学改性主要改善其热学性能，纤维增强主要提高其力学性能，无机填充改变其摩擦性能，而同时采用多种不同种类材料对 PEEK 进行改性可以提高其综合性能，因此混杂改性受到越来越多的关注。

二、PEEK的应用领域

PEEK材料在国外已有数十年的发展历程，在我国航空航天、电子信息、医疗器械、核能发电等尖端领域亦已有较多应用，但长期以来相对较高的价格限制了其向一般民用市场的渗透，目前主要还是应用于航空航天、高端工业及医疗领域等。

1、航天航空

PEEK可替代铝和其他金属材料制造飞机零部件，比金属减重较高达70%，提高燃油效率。目前波音、已大量采用PEEK材料。

2、医疗

PEEK具有无毒、质轻、耐腐蚀等优点，生物相容性优异，是一种较具潜力的生物假体材料。用于椎间融合器、医用导管、骨骼等。

3、能源

PEEK专门用于高温高压和化学腐蚀性环境，能够拓展油气勘探范围，可用于制造大型石化出产线上的氢气紧缩机和石油气紧缩机的环状、网状阀片等。此外，PEEK还可用于核电部件。

4、汽车

PEEK具有优秀的机械性能以及对车用工作液具有**的耐化学腐蚀性，良好的耐磨损性能等，广泛应用于汽车齿轮、真空泵、离合器、阀锥等，提高燃油效率、增加耐用性。

5、食品饮料工业

PEEK可用于食品加工、储存、烹饪设备零部件以及水、饮料的传送、贮存设备，如管道、阀门、容器等。

6、电子电气

PEEK具有优良的电气性能，是理想的电绝缘体，在高温、高压和高湿度等恶劣环境下仍能保持良好的电气绝缘性，用于制造晶片承载起、绝缘膜片、印刷电路板、高温接插件以及各种电气连接件等。PEEK薄膜可应用于微型扬声器振膜、5G射频天线基板等。

目前，国外企业拥有更大的生产规模及**化的营销网络，产品类型较为丰富、应用水平更为成熟，相比于国外企业，国内已实现PEEK大规模生产，品质也达到国际水平，但在产品多样性以及应用拓展方面还有待提高。

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