一種高性能工程塑料聚醚醚酮(PEEK)
時(shí)間:2005-07-06
聚醚醚酮（PEEK）是一種新型的半晶態(tài)芳香族塑性工程塑料，具有極其出色的物理、力學(xué)性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料，在減輕質(zhì)量，提高性能方面貢獻(xiàn)突出，成為當(dāng)今最熱門(mén)的高性能工程塑料之一。
性能優(yōu)異用途廣
PEEK樹(shù)脂由英國(guó)Victrex公司于是1977年開(kāi)發(fā)，至今仍由其獨(dú)家生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，其市場(chǎng)銷量連續(xù)以每年20%的速度增長(zhǎng)。到2003年10月Victrex 公司產(chǎn)能已達(dá)到2800噸/年，同時(shí)計(jì)劃在未來(lái)3~4年內(nèi)再建一套PEEK裝置。印度Gharda化學(xué)公司與Victrex公司 合作，在孟買(mǎi)建成120噸/年P(guān)EEK半工業(yè)化裝置，并計(jì)劃建設(shè)800~1000噸/年工業(yè)規(guī)模裝置。
PEEK耐高溫?zé)嵝阅苁滞怀觯稍?50℃下長(zhǎng)期使用，瞬間使用溫度可達(dá)300℃；其剛性大，尺寸穩(wěn)定性，線脹系數(shù)較小，接近于金屬鋁材料；PEEK化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)酸、堿及幾乎所有的有機(jī)溶劑都有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，同時(shí)具有阻燃、抗輻射等性能；PEEK耐滑動(dòng)磨損和微動(dòng)磨損耗的性能優(yōu)異，尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因數(shù)；此外，PEEK易于擠出和注射擊成型。憑借這些優(yōu)異的綜合性能，PEEK在航空航天、機(jī)械、石油、化工、核電、軌道交通等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
目前，世界PEEK樹(shù)脂的消費(fèi)量約為1800噸/年，其中歐洲約占48%，美國(guó)約占41%，亞太地區(qū)約占6%，其他地區(qū)約占5%。產(chǎn)品主要應(yīng)用于包括航空、工業(yè)、電子和醫(yī)學(xué)各部門(mén)在內(nèi)的一些領(lǐng)域，其中運(yùn)輸業(yè)的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的34%，工業(yè)方面約占31%，電子方面約占23%，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域業(yè)占6%，其他方面約占6%。
新品研發(fā)推廣快
隨著PEEK樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，近些年其新品種研究和開(kāi)發(fā)十分活躍。2001年Victrex公司的PEEK樹(shù)脂共有184項(xiàng)，2002年就有249項(xiàng)新用途實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。
Victrex公司推出了一種耐熱PEEK新品種PEEK-HT，具有更加優(yōu)異的高溫性能，主要應(yīng)用在汽車(chē)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)箱、頭燈反射器、熱交換制件、閥門(mén)襯套以及深海油田制件等；2003年Victrex公司推出了一種硅樹(shù)脂改性（Silicon-Modified）的PEEK樹(shù)脂，剛性和抗沖性能接近聚碳酸酯；日本Yamakyu Chain公司開(kāi)發(fā)的PEEK聚合物，可替代金屬用于生產(chǎn)系統(tǒng)板帶鏈條，主要用于各種高性能的終端產(chǎn)品。
荷蘭LNP工程塑料有限公司推出了2種玻纖增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料新品種，熱性能、耐化學(xué)腐蝕性能、阻燃性方面均有所擔(dān)高；Quadrant工程塑料公司推出一種PEEK樹(shù)脂新品級(jí)，高溫下的耐化學(xué)品和耐應(yīng)力龜裂的綜合性能優(yōu)良，經(jīng)過(guò)250次循環(huán)消毒后也不會(huì)降解，延長(zhǎng)了醫(yī)療器件的服務(wù)壽命；近期，Victrex公司推出了采用30%玻纖增強(qiáng)PEEK樹(shù)脂，用于賽車(chē)分配器齒輪，比青銅合金齒輪減輕81%的質(zhì)量。
我國(guó)于20世紀(jì)80年代進(jìn)行PEEK技術(shù)研發(fā)，并在90年代初投入小批量商品化生產(chǎn)，“九五”期間長(zhǎng)春吉大高新材料公司完成工業(yè)中試生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)近20年的工作，吉林大學(xué)特種工程塑料研究中心開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEEK樹(shù)脂合成路線，樹(shù)脂主要性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，而原料和設(shè)備全部立足于國(guó)內(nèi)，降低了生產(chǎn)成本。2002年底長(zhǎng)春吉大高新材料公司投資1億元建成一期300噸/年聚醚醚酮裝置，二期500噸/年聚醚醚酮項(xiàng)目已于2003年底建成投產(chǎn)，從而打破了Victrex公司獨(dú)家壟斷的局面。
國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂專用化
隨著新世紀(jì)航空航天、汽車(chē)、電子、電氣、運(yùn)輸、醫(yī)療器械等在的快速發(fā)展，PEEK樹(shù)脂在我國(guó)有良好的發(fā)展前景，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)僅石化行業(yè)所用的往復(fù)式壓縮機(jī)配套用的PEEK閥片，每年進(jìn)口達(dá)5噸左右，售價(jià)為1萬(wàn)~1.2萬(wàn)元/千克。國(guó)產(chǎn)PEEK投產(chǎn)后，國(guó)產(chǎn)PEEK閥片售價(jià)僅6000元/千克，僅為進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格的一半左右，有著極強(qiáng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有近40家企業(yè)開(kāi)始采用國(guó)產(chǎn)PEEK樹(shù)脂試制相關(guān)的制品，PEEK樹(shù)脂的批量生產(chǎn)帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)PEEK樹(shù)脂制品行業(yè)的發(fā)展。
與國(guó)外公司相比，我國(guó)PEEK樹(shù)脂在應(yīng)用開(kāi)發(fā)上還存在一些問(wèn)題。一是在不同用途的專用料開(kāi)發(fā)與國(guó)外存在較大差距。僅日本市場(chǎng)，VICTREPLC公司提供的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)PEEK樹(shù)脂就有10多種，另外還有自潤(rùn)滑、機(jī)電等到一些特殊牌號(hào)的樹(shù)脂可供選擇，而國(guó)產(chǎn)PEEK樹(shù)脂卻只有簡(jiǎn)單的幾種牌號(hào)。二是國(guó)外PEEK樹(shù)脂除了上述不同牌號(hào)的粉料、粒料外，還有專門(mén)廠家生產(chǎn)各種牌號(hào)、規(guī)格的管材、棒材、片材等到不同型材供應(yīng)市場(chǎng)，而國(guó)內(nèi)由于設(shè)備所限還不能生產(chǎn)這些型材，使國(guó)產(chǎn)PEEK樹(shù)脂的應(yīng)用開(kāi)發(fā)受到很大限制。因此，開(kāi)發(fā)多品種專用料是今后我國(guó)PEEK發(fā)展的主攻方向。
