Il polietere etere chetone (PEEK) è un alto polimero composto da un legame chetonico e due legami eterei nella struttura della catena principale, che è un materiale polimerico speciale. Con resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione chimica e altre proprietà fisiche e chimiche, è un tipo di materiale polimerico semicristallino, che può essere utilizzato come materiali strutturali resistenti alle alte temperature e materiali isolanti elettrici e può essere preparato con fibra di vetro o carbonio materiali di rinforzo compositi in fibra. Viene generalmente utilizzato un polimero poliariletere ottenuto per condensazione con difenolo aromatico. Questo materiale ha numerose applicazioni nel settore aerospaziale, nei dispositivi medici (come osso artificiale per riparare difetti ossei) e nel settore industriale.

(Materie prime PEEK)

1. Panoramica delle prestazioni
PEEK come il prodotto più importante dei cheoni poliaril etere, la sua speciale struttura molecolare conferisce al polimero resistenza alle alte temperature, eccellenti proprietà meccaniche, buona autolubrificazione, facile lavorazione, resistenza alla corrosione chimica, ritardante di fiamma, resistenza alla pelatura, resistenza alle radiazioni, isolamento stabile, la resistenza all'idrolisi, la facilità di lavorazione e altre proprietà eccellenti, sono attualmente riconosciute come le migliori materie plastiche termoplastiche per l'ingegneria.

1) Resistenza alle alte temperature
La temperatura di transizione vetrosa dei comuni materiali polimerici e delle miscele PEEK è solitamente di 143 ° C, il punto di fusione è di 343 ° C, la temperatura di denaturazione termica arriva fino a 335 ° C (ISO75Af, caricato con fibra di carbonio), e la temperatura di utilizzo continuo è di 260 ° C (UL746B, non riempito).
2) Resistenza all'usura
Il comune materiale polimerico PEEK ha un'eccellente resistenza all'attrito e all'usura, in particolare il grado di attrito modificato resistente all'usura, che mostra un'eccellente resistenza all'usura in un'ampia gamma di pressione, velocità, temperatura e rugosità della superficie di contatto.
3) Resistenza alla corrosione chimica
La resistenza alla corrosione del comune materiale polimerico PEEK è simile a quella dell'acciaio al nichel e ha un'eccellente resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti chimici, anche in ambienti ad alta temperatura.
4) Fumo leggero ignifugo e non tossico
Il comune materiale polimerico PEEK è molto stabile, il campione da 1,5 mm, senza l'aggiunta di ritardanti di fiamma, può raggiungere il grado UL94-V0. La composizione e la purezza intrinseca di questo materiale gli consentono di produrre solo quantità molto piccole di fumo e gas tossici in caso di incendio.
5) Resistenza all'idrolisi
I comuni polimeri e miscele PEEK sono resistenti agli attacchi chimici da parte dell'acqua o del vapore ad alta pressione. Le parti realizzate con questo materiale mantengono un elevato livello di proprietà meccaniche in caso di uso continuo in acqua a temperature e pressioni elevate.
6) Eccellenti prestazioni elettriche
I comuni materiali polimerici PEEK mantengono buone prestazioni elettriche in un'ampia gamma di frequenze e temperature.

Inoltre, il materiale polimerico PEEK presenta anche elevata purezza, protezione ambientale, facilità di lavorazione e altre caratteristiche.

2. Stato della ricerca e della produzione

Fin dal suo lancio, il PEEK è stato ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico, elettronico, energetico, industriale, dei semiconduttori e medico.
1). Aerospaziale
Il settore aerospaziale è il primo campo di applicazione sviluppato da PEEK e la particolarità del settore aeronautico richiede solitamente una lavorazione flessibile, bassi costi di lavorazione e materiali leggeri in grado di resistere ad ambienti difficili. Il PEEK può sostituire l'alluminio e altri materiali metallici nella produzione di varie parti di aeromobili grazie alle sue proprietà eccezionalmente resistenti, chimicamente inerti e ritardanti di fiamma ed è facile da trasformare in parti con tolleranze ridotte.

All'interno dell'aeromobile, i casi di successo includono fascette per cablaggi elettrici e fascette per tubi, pale di giranti, maniglie delle porte della cabina, pellicole di rivestimento isolanti, elementi di fissaggio compositi, fascette per cavi, cablaggi elettrici, involucri corrugati, ecc.; esternamente sono presenti radome radar, sollevatori, ecc. Copri mozzo del telaio ribassato, chiusino, staffa carenatura, ecc.

Inoltre, la resina PEEK può essere utilizzata anche per realizzare slot per batterie di razzi, bulloni, dadi e parti di motori a razzo.

(Aereo realizzato in materiale PEEK)

2) Industria automobilistica
Attualmente, l'industria automobilistica richiede sempre più la duplice prestazione di ridurre al minimo il peso e i costi del veicolo e di massimizzare le prestazioni del prodotto, in particolare la ricerca del comfort e della stabilità dell'auto da parte delle persone, e i corrispondenti condizionatori d'aria, alzacristalli elettrici, airbag e sistemi di frenatura ABS. Il peso di altre apparecchiature aumenta anche di giorno in giorno. Sfruttando i vantaggi della resina PEEK quali buone proprietà termodinamiche, resistenza all'attrito, bassa densità e facilità di lavorazione per realizzare parti automobilistiche, i costi di lavorazione sono notevolmente ridotti. Non solo può ridurre il peso fino al 90%, ma garantisce anche una lunga durata. Pertanto, il PEEK viene utilizzato come sostituto dell'acciaio inossidabile metallico e il titanio viene utilizzato nella produzione di coperture interne di motori, cuscinetti automobilistici, guarnizioni, tenute, anelli di frizione e altri componenti. Sono anche ampiamente utilizzati nelle trasmissioni automobilistiche, nei sistemi di frenatura e di condizionamento dell'aria.

(Componenti automobilistici in PEEK)

3)Industria elettronica
Il PEEK ha le caratteristiche di resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, bassa volatilizzazione, bassa estrazione, basso assorbimento di umidità, protezione ambientale e ritardante di fiamma, dimensioni stabili, lavorazione flessibile, ecc. È ampiamente utilizzato in dispositivi elettronici come come computer, telefoni cellulari, circuiti stampati, stampanti, diodi emettitori di luce, batterie, interruttori, connettori, dischi rigidi e così via.

(Parti E&E in PEEK)

4) Il settore energetico
La selezione dei materiali giusti è spesso vista come uno dei fattori chiave per uno sviluppo di successo nel settore energetico e negli ultimi anni il PEEK è diventato sempre più popolare nel settore energetico per migliorare le prestazioni operative e ridurre il rischio di tempi di inattività associati ai componenti fallimento.

L'elevata resistenza al calore, la resistenza alle radiazioni, la resistenza all'idrolisi, l'autolubrificazione, la resistenza alla corrosione chimica e le eccellenti proprietà elettriche del PEEK, ecc., sono sempre più utilizzate dall'industria energetica, come tubi di cablaggio integrato sottomarino, fili e cavi, connettori elettrici, sensori sotterranei, cuscinetti, boccole, ingranaggi, anelli di supporto e altri prodotti. Viene utilizzato nei settori del petrolio e del gas, dell'energia idroelettrica, geotermica, eolica, nucleare e solare.

(Il PEEK è nell'industria petrolchimica)

5) Altro
Nell'industria dei macchinari, la resina PEEK viene comunemente utilizzata per realizzare valvole di compressori, fasce elastiche, guarnizioni e vari corpi di pompe chimiche e parti di valvole. Utilizzando la resina invece dell'acciaio inossidabile per realizzare la girante della pompa a vortice, il grado di usura e il livello di rumore possono essere significativamente ridotti e la durata utile può essere prolungata. Inoltre, poiché la resina PEEK soddisfa le specifiche dei materiali delle parti dei tubi, può comunque essere incollata con vari adesivi ad alte temperature, quindi i connettori moderni saranno un altro potenziale mercato di applicazione.

L'industria dei semiconduttori si sta muovendo verso wafer più grandi, chip più piccoli e linee e dimensioni di larghezza di linea più strette, e i materiali polimerici PEEK presentano evidenti vantaggi nella produzione di wafer, nell'elaborazione front-end, nella lavorazione e ispezione e nell'elaborazione back-end.

Nell'industria medica, la resina PEEK può resistere fino a 3.000 cicli di autoclavaggio a 134°C, il che la rende adatta alla produzione di apparecchiature chirurgiche e dentistiche con elevati requisiti di sterilizzazione e uso ripetuto. La resina PEEK può mostrare elevata resistenza meccanica, buona resistenza alle sollecitazioni e stabilità all'idrolisi in condizioni di acqua calda, vapore, solventi e reagenti chimici e può essere utilizzata per produrre una varietà di dispositivi medici che richiedono disinfezione a vapore ad alta temperatura. Il PEEK non solo presenta i vantaggi di essere leggero, non tossico e resistente alla corrosione, ma è anche il materiale più vicino all'osso umano, che può essere combinato organicamente con il corpo, quindi l'uso della resina PEEK invece del metallo per produrre l'osso umano è un'altra importante applicazione in campo medico.