PEEK,你憑什么賣這么貴?
PEEK是特種工程塑料中發(fā)展緩慢的一個(gè),且價(jià)格昂貴,1981年由英國(guó)ICI公司開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)商品化。PEEK是一種半結(jié)晶型聚合物,綜合性能優(yōu)異,在大部分場(chǎng)合可替代金屬材料使用,主要應(yīng)用于航空航天、軍工裝備、核電、醫(yī)療器械、電子半導(dǎo)體等領(lǐng)域。
PEEK價(jià)格昂貴,一般國(guó)產(chǎn)PEEK每公斤幾百元,進(jìn)口PEEK每公斤超過(guò)千元。PEEK的昂貴與其突出的性能是分不開(kāi)的,與其他樹(shù)脂材料相比,PEEK在耐高溫性、機(jī)械性能、穩(wěn)定性、耐腐蝕性、抗老化性、加工性能等方面都表現(xiàn)十分出色,其主要性質(zhì)如下:
耐 高 溫
PEEK是現(xiàn)有耐熱性的熱塑性材料之一,熔點(diǎn)343℃,美國(guó)UL認(rèn)證長(zhǎng)期使用溫度為260℃,即使溫度高達(dá)到300℃時(shí),仍可保持極好的機(jī)械性能。PEEK熱變形溫度為135~160℃,20%玻纖增強(qiáng)PEEK熱變形溫度為286℃,30%玻纖增強(qiáng)為300℃。
不同樹(shù)脂長(zhǎng)期使用溫度對(duì)比
耐 熱 老 化
PEEK具有突出的熱老化性能,下圖是VICTREX450G經(jīng)過(guò)200℃及310℃熱老化后的性能保持率,即使是在200℃蒸汽中熱老化10000h,PEEK的拉伸強(qiáng)度、質(zhì)量及外觀都不會(huì)發(fā)生顯著的變化。
機(jī) 械 性 能 好
PEEK具有優(yōu)良的力學(xué)性能,是所有樹(shù)脂中韌性和剛性結(jié)合合適的材料。PEEK剛性高,其強(qiáng)度和耐疲勞性可以與一些金屬和合金材料相媲美,即使在高溫下PEEK也能保持較高的強(qiáng)度,200℃時(shí)的彎曲強(qiáng)度可達(dá)24MPa,250℃時(shí)彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度可達(dá)12~13 MPa,特備適于制造在高溫下連續(xù)工作的構(gòu)件。
PEEK 機(jī)械性能
PEEK線性膨脹系數(shù)小(接近金屬鋁),尺寸穩(wěn)定性好。另外,PEEK還具有良好的耐蠕變性能,可以在使用期內(nèi)承受極大的應(yīng)力,且不會(huì)因時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生明顯延伸。
PEEK沖擊性能對(duì)比
耐 磨 自 潤(rùn) 滑
PEEK樹(shù)脂本身即具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑和耐磨性,填充后的樹(shù)脂摩擦系數(shù)可降到0.15,且磨耗量極低,可實(shí)現(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑工作,在很多高溫、高載荷、高速等惡劣環(huán)境下使用。PEEK聚合物及其復(fù)合材料都有耐磨損性能,是優(yōu)異的軸承用材料。
PEEK材料耐磨情況
耐 化 學(xué) 腐 蝕
除了高濃度的濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸的腐蝕,PEEK幾乎能耐任何化學(xué)藥品,即使在較高溫度下,它仍能保持較好的化學(xué)穩(wěn)定性。
PEEK耐化學(xué)性能對(duì)比
耐 水 解
PEEK耐水解性好,23℃下的飽和吸水率只有0.5%。在所有工程塑料中,PEEK具有耐熱水性能和耐蒸汽性能,它可在200℃蒸汽中長(zhǎng)期使用,或者在300℃高壓蒸汽中短期使用。
PEEK耐水解性能
電 絕 緣
PEEK樹(shù)脂是理想的電絕緣體,在高溫、高壓和高濕度等惡劣的工作條件下,仍能保持良好的電絕緣性能。通常其體積電阻率可達(dá)到10的15-16次方Ω·cm,介電常數(shù)3.2~3.3F/m,在1kHz條件下介質(zhì)損耗0.0016,擊穿電壓17Kv,耐弧性175V。
加 工 性 好
PEEK熱分解溫度高,高溫下流動(dòng)性好,因此具有良好的加工性能,可以采用多種方式進(jìn)行加工: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。
耐 輻 射
PEEK耐γ輻照的能力很強(qiáng),超過(guò)了通用樹(shù)脂中耐輻照性聚苯乙烯,例如用PEEK樹(shù)脂制成的高性能電線,當(dāng)γ輻照劑量達(dá)1100Mrad時(shí)仍能保持良好的絕緣能力。
可使材料彎曲性能出現(xiàn)輕微減弱的氧化伽馬輻照劑量
阻 燃、低 煙 氣
PEEK阻燃性優(yōu)良,具有自熄性,在不使用任何添加劑的情況下,1.45㎜厚度的PEEK樣片的可燃性等級(jí)為UL94V-0級(jí);3.2㎜厚度的PEEK樣片的可燃性等級(jí)為UL94 5-V級(jí)。即使在燃燒時(shí),發(fā)煙量及所產(chǎn)生的有毒氣體量也極小,遠(yuǎn)低于其他品種的樹(shù)脂。
耐 剝 離、耐 疲 勞
PEEK樹(shù)脂耐剝離性能很好,因此可以制成包覆很薄的電線或電磁線,并在苛刻條件下使用。在所有樹(shù)脂中,PEEK具有耐疲勞性。
PEEK 為什么那么貴?
01 合成單體原料昂貴:PEEK聚合需要的兩種主要單體4,4’-二氟二苯甲酮和對(duì)苯二酚價(jià)格貴,另外對(duì)于用到鈉鹽的粒徑、純凈度都有比較高的要求;
02 反應(yīng)條件苛刻,成本高:PEEK聚合過(guò)程必須保證在無(wú)氧狀態(tài)下反應(yīng),同時(shí)反應(yīng)溫度高達(dá)310-340℃,為了得到純凈度較高的PEEK樹(shù)脂,需要對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行數(shù)十遍的酒精精致工藝和水洗工藝;
03 技術(shù)要求高:PEEK具備良好的加工性能,但是由于PEEK熔點(diǎn)高達(dá)343℃,且PEEK的粘接性比較強(qiáng),對(duì)于成型設(shè)備的料筒、螺桿、模具的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的溫控要求比較高;
04 產(chǎn)品種類多,前期研發(fā)成本高:為了滿足客戶各種工況要求,不僅需要常用的碳纖維增強(qiáng)、玻璃纖維增強(qiáng)等基本牌號(hào),還需要開(kāi)發(fā)防靜電牌號(hào)、導(dǎo)電牌號(hào)、耐磨牌號(hào)、高強(qiáng)度牌號(hào)等;同時(shí)還需要前期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、試模等大量的研發(fā)工作;
PEEK5600G、PEEK5600CF30、PEEK5600GF30、PEEK5600LF30、防靜電PEEK、導(dǎo)電PEEK
05 產(chǎn)品批量小,非標(biāo)規(guī)格多:由于PEEK優(yōu)異的綜合性能,可使用的行業(yè)廣泛,但大多為設(shè)備上特殊場(chǎng)合使用,因此外形尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、規(guī)格型號(hào)都有所不同,目前我們接觸到的使用PEEK的產(chǎn)品有1500多種;
06 多為試用階段,推廣成本高:PEEK合成一直被英國(guó)威格斯所壟斷,PEEK在國(guó)外已經(jīng)推廣使用了30年,然而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)PEEK材料的了解、應(yīng)用才剛剛開(kāi)始,很多客戶都是試用階段,推廣成本相對(duì)較高;
07 產(chǎn)品要求高,加工工序繁多:由于PEEK材料昂貴,客戶對(duì)成品的要求相對(duì)較高,外觀質(zhì)量、公差、表面光潔度等都需要嚴(yán)格控制,某些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此造成的加工工序偏多,需要參與的人員偏多,造成成本增加。