PEEK(聚醚醚酮)是一种常见的高性能合成热塑性塑料。PEEK是一种聚芳醚酮(PAEK),具有与聚醚醚酮(PEKK)、聚醚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮(PEEK)相似的特征。PAEK聚合物因其高化学惰性和良好的机械性能而受到欢迎。PAEK聚合物还显示出高的热稳定性,这意味着它们的有益性能在高温下仍然存在。PEEK是在70年代末才被引入市场的,虽然它已经被广泛应用,例如生物相容的假肢和植入物、齿轮和板等模制部件、电线和电机的绝缘体以及管道。
就性能材料而言,PEEK与含氟聚合物相当,因为它们具有类似的有益性能,例如使用温度高达260°C(500°F);然而,相比之下,PEEK提供了更多的通用性。这意味着它可以用于更广泛的应用。在撰写本文时,PEEK是最流行的PAEK聚合物,新的应用仍在开发中。聚醚醚酮的第一次合成发生在1977年,该工艺于1988年实现工业化。1,2聚醚醚醚酮合成最常见的是氢醌二钠与二氟二苯甲酮的反应,PEEK不含氟,尽管经常与PFA或PTFE等含氟聚合物分组。
PEEK合成和直接前体。PEEK最直接由二氟二苯甲酮和氢醌二钠合成。注意,PEEK不含氟,因此不是含氟聚合物。传统上,PEEK的合成是困难的,因为它不溶于大多数常见的有机溶剂。早期的尝试产生了低链长的PEEK,其早期沉淀并具有完全无定形的结构。通过使用高沸点溶剂,可以以更高的长度合成PEEK链,从而改进了合成。2,3调整PEEK分子的链长度,可以让制造商选择特定的拉伸强度或玻璃化转变温度(Tg)。PEEK通常不是橡胶(即弹性体),使用现代方法合成的直链非交联形式的PEEK是一种硬的半结晶塑料。EEK的结构由交替的酮和醚键组成。虽然这些键为PEEK提供了一定的灵活性,但它仍然被认为是一种刚性聚合物。PEEK中的酮和醚键阻止其具有平面构象,然而PEEK芳香基团之间的π-π堆叠提高了其结晶度。醚键的存在也使得PEEK适合于挤出成型中的熔融加工。对芳香链结构的这些看似微小的修改使PEEK成为一种一贯的高性能和多用途聚合物。
PEEK是一种可熔融加工的热塑性塑料;然而,由于其343°C(649°F)的高熔化温度,其加工成本相对高于其他热塑性塑料。PEEK的流体熔融状态具有良好的稳定性,允许其在360°C至400°C(680°F至752°F)的温度范围内使用标准工业系统进行加工(表1)。4在此温度范围内,PEEK不会产生腐蚀性气体,这意味着它不会损坏加工设备。浸渍和涂层是作为涂层,PEEK的冷却速度对最终产品的结晶度和机械性能有重大影响。如果PEEK快速冷却,则其结晶性将降低,即无定形,外观更加透明。如果PEEK冷却缓慢,它将具有更为结晶的结构,并具有不透明的外观。为了防止聚醚醚酮组分中形成空隙或气泡,聚合物应在使用前充分干燥
审核编辑 黄昊宇
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