Шта завири од кривице тако јединственим? Као индустрије гурају за јачи, више материјала отпорних на топлоте, завири се. Полиетхертхенекен (Пеек) је напредна инжењерска пластика, развијена 1980-их, позната по високим перформансама под екстремним условима.
У овом посту ћете научити о чему је Пеек, његове имања и зашто је то пресудно у више индустрија. Истражићемо њене јединствене карактеристике и зашто је то врхунски избор за ваздухопловство, медицинске и аутомобилске апликације.
Шта је завидно пластично?
Пеек, или полиетер етер кетон, је инжењерска пластика високог перформанси. Познато је по изузетним својствима и свестраношћу у различитим индустријама. За више информација о томе како се завири у производњи, можете да проверите наш водич Пеек убризгавање.
Хемијски састав и структура
Пееков молекуларна структура састоји се од понављања јединица две етерске групе и кетоне групе. Овај јединствени аранжман даје завире од њене изузетне карактеристике.
Хемијска формула за Пеек је Ц19Х14О3. Његов ЦАС број је 29658-26-2.
Синтеза зависности
Производња Пеекса укључује неколико корака:
Припрема мономера:
Кључни мономери: 4,4'-дифлуоробензофенон и хидрокинон
Хидрокинон се третира снажном базом попут натријум карбоната
Процес полимеризације:
Јавља се на високим температурама (око 300 ° Ц)
Одвија се у поларни апротични растварач (нпр. Дифенил сулфон)
Укључује нуклеофилну ароматичку супституцију
Изолација и пречишћавање:
Овај процес резултира појам Пеек-ова оштри ароматична полимерна окосница. Зато је Пеек може да издржи температуре до 240 ° Ц. Разумевање ових својстава је пресудно када се разматра Толеранције за убризгавање за пек делови
Облици завиде
Пеек је доступан у различитим облицима који одговарају различитим процесима производње:
| обрасца | Опис |
| Пелете | Мале, уједначене грануле за убризгавање |
| Прашак | Фине честице за обликовање компресије, 3Д штампање |
| Шипке | Облици залиха за обраду прилагођених делова |
| Грануле | Слично пелетима, користи се у различитим процесима у обликовању |
Сваки образац нуди јединствене предности за одређене апликације. Одабир правог обрасца је пресудан за оптималну обраду и перформансе.
Својства пеек пластике
Пеек се може похвалити јединственом комбинацијом својстава. Чине га погодним
Физичка својства
Пеекове физичке карактеристике чине да се истичу међу инжењерском пластиком:
Густина: 1,26 - 1,32 г / цм⊃3;
Изглед: непрозирна, беж боја
Кристалност: полукристална структура
Његова кристалност даје одличну отпорност на различите течности. Ова функција такође повећава перформансе пеековог умор и стабилност димензија.
Механичка својства
Пеек има импресивна механичка снага:
Снага затезања: 90-100 МПА
Тензилилни модул: 3,5 - 3,9 ГПА
Снага савијања: 170 МПА
ФлекУРАЛНИ МОДУЛ: 4.1 ГПА
Отпорност на ударце (изрезана ИЗОД): 80-94 ј / м
Ова својства остају стабилна чак и на повишеним температурама. Пееков жилавост и јачина чине га идеалним за захтевне апликације, сличне осталим пластиком високог перформанси УЛТЕМ (ПЕИ).
Термална својства
Пеекове топлотне карактеристике су изузетне:
Тачка топљења (ТМ): 343 ° Ц
Температура транзиције стакла (ТГ): 143 ° Ц
Температура откључавања топлоте (ХДТ): 152 ° Ц на 1.8 МПа
Термичка проводљивост: 0,25 В / (м · к)
Коефицијент топлотне експанзије: 47 μм / (м · к)
Ове некретнине омогућавају ВЕЕК да одржавају перформансе у окружењу са високим температурама, што је посебно важно у Процес од ињекције од пластике.
Највећа пластика отпорна на топлоту: Пеек
Хемијска својства
Пеек показује изванредну хемијску отпорност:
Отпоран на већину органских и неорганских хемикалија
Одлична отпорност на хидролизу (издржати пару, воду, морска вода)
Отпорност на високу зрачење
Остаје стабилно у оштром хемијским окружењима. То чини Пеек Идеално за корозивне апликације.
Пеек хемијска отпорност
Електрична својства
Пеек-ове електричне карактеристике су приметни:
Диелектрична снага: 20 кВ / мм
Отпорност на количини: 16 к 10 ^ 15 Ω · цм
Површинска отпорност: 10 ^ 13 Ω
Ова својства чине да завиру одличан изолатор у широком температурном опсегу.
Остала значајна својства
Пеек нуди додатне предности:
Отпорност на хабање: низак коефицијент трења (0,25 динамика)
Биокомпатибилност: Погодно за медицинске имплантете и уређаје
Ретардација пламена: В0 Оцена (УЛ 94) Дебљина 1,45 мм
Његова ниска апсорпција влаге (0,5% у року од 24 сата) доприноси стабилности димензија. Пееков инхерентна чистоћа чини погодним за чисте окружења у соби. Ове некретнине завирују супериорни избор у многим апликацијама у поређењу с другим методама производње ливење.
Примене пеек пластике
Ваздухопловство
У Аероспацеу, Пеек нуди високе перформансе и поузданост. Уобичајене апликације укључују:
Пеекова снага, стабилност и уштеда у тежини су пресудни у ваздухопловству.
Аутомотиве
Пеек издржава оштре услове у аутомобилском окружењу:
Његова хемијска и топлотна отпорност чине да завири поуздан избор.
Медицински
Пеек је биокомпатибилан и стерилизатљив. Широко се користи у медицинским апликацијама:
Хируршки инструменти
Ендоскопски компоненти
Ортопедски алати
Стоматолошки инструменти
Уређаји у имплантаљима
Опрема за стерилизацију
ЛАЧОВИ И КУЦОМЕ
Ручке инструмента
Пеек осигурава сигурност пацијената и дуготрајност уређаја.
Електроника
У електроници, Пеек пружа одличну изолацију и стабилност:
Пеек одржава своја својства у екстремним условима.
Нафта и гас
Пеек издржава изазове нафтних и гасовозгојених окружења:
Омогућава поуздане перформансе у непријатељским условима.
Прерада хране
У преради хране, Пеек нуди отпорност на чистоћу и хабање:
Пеек осигурава издржљивост безбедности и опреме за храну.
Оцене пеек пластике
Пеек је доступан у различитим оценама. Свака нуди јединствене својства прилагођене специфичним апликацијама.
Неиспуњена (виргин) завири
Унсиффит је најчишћи облик. Омогућава:
Одлична хемијска отпорност
Висока жилавост и издужење (до 150%)
Добра електрична изолација
Природна боја (беж)
Идеалан је за апликације које захтевају чистоћу и чистоћу, као што су полуводичка прерада и медицинских средстава.
Појачали су ојачали стаклене влакне
Арматура стаклених влакана повећава Пеек'с Својства:
Повећана снага и крутост (флексуални модул до 10 ГПА)
Већа топлотна стабилност (ХДТ до 315 ° Ц)
Боља димензионална стабилност
Доња топлотна експанзија (ЦЛТЕ до 1.1 ппм / ° Ц)
Типичне оцене садрже 30% стаклених влакана. Одлични су за структурне примене у аутомобилској, ваздухопловној и индустријској опреми.
Ојачани карбонски влакник
Царбон влакна заузима Пеек-ове перформансе на највиши ниво:
Највећа чврстоћа и укоченост (чврстоћа затезања до 300 МПа)
Одлична отпорност у умору
Врхунски отпорност на хабање
Ниска топлотна експанзија (ЦЛТЕ је ниска од 0,2 ппм / ° Ц)
Црна боја
Оцене са 30% угљених влакана су уобичајене. Користе се у најзахтјевнијим окружењима, као што су ваздухопловна структура и аутомобилске делове високих перформанси.
Пеек багеринг оцена
Лежајне оцене прилагођене су апликацијама за хабање и трење:
Смањени коефицијент трења (само 0,10)
Побољшана отпорност на хабање (до 10к боља од Виргин Пеек)
Побољшана топлотна проводљивост (до 2к више)
Додате мазива (ПТФЕ, графит)
Идеални су за уллаве, лежајеве и печате у индустријској опреми, пумпи и вентилима. Пеек лежајне оцене надмашују традиционалне металне и пластичне материјале.
Оцене компатибилности ФДА за храну и медицинску помоћ
Неки пеек разреде задовољавају строге ФДА захтеве:
Контакт усаглашеност са храном (ФДА 21 ЦФР 177.2415)
Биокомпатибилност (ИСО 10993, УСП класа ВИ)
Отпорност стерилизације (аутоклаве, гама, ЕТО)
Природне или медицинске плаве боје
Користе се у прехрамбеној опреми, хируршким алатима и имплантабилним медицинским уређајима. Сигурност и чистоћа су сигурни за најосетљивије апликације.
| оцене | о својствима | Апликације |
| Неиспуњен | Чистоћа, жилавост | Полуводичка, медицина |
| Стаклена влакна (30%) | Снага, стабилност | Аутомобили, ваздухопловни, индустријски |
| Царбон влакна (30%) | Највиши перформанси | Аероспаце, Хигх-Енд Аутомотиве |
| Лежај | Ниско трење и хабање | Чахури, печате, лежајеви |
| ФДА компатибилан | Храна и медицинска сигурност | Хируршки алати, имплантати, прерада хране |
Модификације и побољшања зависности
Пеек се може модификовати да би побољшала своја својства. Користе се различити адитиви и третмани. Они прилагођавају завиру за одређене апликације.
Пунила и појачања
Пунила и појачања побољшавају Пееково механичко и термичко својство:
Стаклена влакна
Повећати снагу и укоченост
Смањите топлотну експанзију
Побољшати стабилност димензије
Карбонска влакна
Обезбедити највећу снагу и модул
Побољшати отпорност на хабање
Повећајте топлотну проводљивост
Мазива (ПТФЕ, графит)
Тип и количина пунила су изабрани на основу захтева за пријаву.
Жандерство и ослобађање стреса
Жандерство и ослобађање ублажавања оптимизирају пеек'с својства:
Враголовање
Ублажавање стреса
Смањује унутрашње напрезање
Минимизира ратни и изобличење
Побољшава обраду обраде и сечења
Ови третмани се често примењују на обрађене или формиране делове.
Хемијски адитиви
Хемијски адитиви проширују Пееково перформансе у оштром окружењима:
УВ стабилизатори
Заштитите од ултраљубичасте разградње
Одржавајте механичка својства на отвореном
Проширите радни век на сунцу
Стартанти
Побољшање отпорности на пожар
Смањите емисију дима и токсичних гасова
Упознајте строге стандарде запаљивости
Они дозвољавају да се Пеек безбедно користи у захтевним апликацијама.
| модификације | о ефекту | Апликације |
| Стаклено влакно | Снага, стабилност | Структурни, аутомобилски |
| Карбонски влакник | Највиши перформанси | Аероспаце, носите делове |
| Мазива | Ниско трење и хабање | Лежајеви, зупчаници, бртве |
| Враголовање | Кристалност, стабилност | Прецизни делови, отпорни на хемикалије |
| Ублажавање стреса | Смањена ратна страна | Обрађени и формирани делови |
| УВ стабилизатори | Трајност на отвореном | Спољне компоненте |
| Стартанти | Заштита од пожара | Транспорт, електроника |
Технике прераде пеек пластике
Пеек се може обрадити користећи различите методе. Свака има своје разматрање. Истражимо главне технике.
Убризгавање
Убризгавање је уобичајено за производњу сложених пеек делова:
Правилно подешавање је пресудно за квалитетне делове. Потребна је специјализована опрема због високих температура.
Екструзија
Екструзија производи непрекидне пеек профиле:
Профили, филмови, цеви
Разматрања хлађења
Стопа хлађења утиче на завршна својства. Мора се оптимизовати за сваки производ.
3Д штампање
3Д штампање понуде Дизајн слободе за пеек делови:
Пеек је изазован на 3Д отиску. Али то омогућава јединствене дијелове високих перформанси.
Обрада
Пеек се може обрадити као метали:
Окретање , глодање, бушење
Избор алата и питања ношења
Правилно принос техника уски толеранције . Ношење алата може бити значајно због пеековске абразивности.
Остале методе
Пеек се може обрадити на друге начине:
Калупање компресије
Ливење
Заваривање
Ове методе проширују опције за прераду Пеекса. Користе се за посебне примене и захтеве.
| Метода | типичне апликације | Кључна разматрања |
| Убризгавање | Сложени делови, велика запремина | Висока температура, дизајн калупа |
| Екструзија | Профили, филмови, цеви | Хлађење, димензионална контрола |
| 3Д штампање | Прилагођени делови, прототипови | Исплатање, слојно лепљење |
| Обрада | Прецизни делови, ниска количина | Ношење алата, контрола чипа |
| Калупање компресије | Једноставни облици, дебели делови | Предгревање, притисак |
| Ливење | Прототипови, мале траке | Калуп материјал, скупљање |
| Заваривање | Спајање, Скупштина | Припрема површине, параметри |
За свеобухватно разумевање техника прераде пластике, укључујући оне који се користе за завирите, можете се односити на наш водич на Процес од ињекције од пластике.
Дизајн разматрања за пеек делове
Дебљина и геометрија зида
Дебљина стијенке утиче на снагу, укоченост и обликовање:
Циљ за униформну дебљину (± 0,025 у / 0,64 мм)
Избегавајте дебеле одељке (> 0,16 ин / 4 мм) за спречавање Ознаке и празнине судопера
Користите ребра и гласс за ојачање, дебљином 50-60% главног зида
Дизајн за нацрти углова (1-2 °) да олакшају избацивање и спречавају изобличење
Правилна геометрија оптимизује употребу материјала и осигурава глатко испуштање и избацивање калупа. Користите јелинг и шупљиви за смањење дебелих одељка и минимизирање потрошње материјала.
Контрола скупљања и ратовања
Пеек има високу скупљање (1-2%) током хлађења, што може довести до ратовања:
Користите униформну дебљину зида да бисте промовисали чак и хлађење и скупљање
Укључите очекивани скупљање у дизајн калупа (1,5% је добра полазишта)
Балансирање и попуњавање да би се осигурао уједначен проток и дистрибуцију притиска
Контролишите брзину хлађења и температуре да бисте умањили диференцијалну скупљање
Расположи се дешава због разликовања различитог дела различитих делова. Може се минимизирати правилним дизајном (нпр. Симетрична геометрија) и обрада (нпр. Постепено хлађење).
Отпорност на пузање и умора
Пеек има одлично отпорност на пузање и умор, али то се може додатно побољшати кроз дизајн:
Избегавајте оштре углове и зарезе, које могу да се концентришу стрес и иницирају пукотине
Користите великодушно радии (> 0,06 ин / 1,5 мм) и филете за равномерно распоређивање стреса
Оријентална ојачана влакна у правцу главног стреса за максимизирање снаге
Контролишите ниво стреса и бициклизам за боравак на граници издржљивости материјала
Дизајн дугорочног учитавања је пресудно за осигурање поузданих перформанси током целог животног века дела. Користите ребро и материјално накупљање у подручјима са великим стресом ради побољшања чврстоће и укочености.
Оптимизација хабања и трења
Пеек има добре инхерентне својства хабања и трења, које се могу оптимизирати кроз дизајн:
Користите глатке, полиране површине (РА <0,8 μм) да бисте смањили абразију и хабање
Избегавајте абразивни контакт са грубим или тврдим површинама које могу убрзати хабање
Укључите функције подмазивања као што су уље уље, резервоари или адитиви за само-подмазивање
Изаберите одговарајуће материјале за парење (нпр. Метал, керамички) на основу триболошког захтева
Правилан дизајн минимизира хабање и трење, продужавајући радни век покретних делова попут лежајева, зупчаника и печата. Размислите о коришћењу специјализованих лежајева зависно од зависности за најзахтевније апликације.
Димензионална стабилност и прецизност
Пеек нуди одличну димензионалну стабилност због своје ниске апсорпције влаге и високе температуре транзиције стакла. Прецизност се може постићи пажљивим дизајном и обрадом:
Користите уске толеранције (± 0,002 у / 0,05 мм) за критичне димензије и уклапа се
Дозволите једнолично скупљање (1,5%) у дизајну калупа да надокнади промене пост-калупа
Оптимизирајте канализацију и избацивање да бисте смањили изобличење и преостали стрес
Размислите о повраћању пост-обликовања да бисте ублажили стрес и побољшали стабилност
Прецизне, стабилне делове су од суштинског значаја за критичне примене попут ваздухоплове, медицинске и електронике. Они обезбеђују доследне перформансе, једноставна монтажа и дугорочна поузданост.
| за дизајн Аспекта | у основи | Предности |
| Дебљина зида | Униформ (± 0,025 ин), избегавајте> 0.16 у, ребра 50-60% | Снага, модификација, минимални судопер |
| Скупљање и ратовање | Уравнотежа, 1,5% додатка, постепено хлађење | Димензионална тачност, минимална изобличење |
| Пузање и умор | РАДИИ> 0,06 У оријентацији влакана, контрола стреса | Дугорочна поузданост, велика чврстоћа |
| Хабање и трење | Глатке површине (РА <0,8 μм), подмазивање, материјални парови | Проширени радни век, ниско трење |
| Димензионална стабилност | Толеранције ± 0,002 у, униформисани скупљање, жарење | Прецизност, конзистенција, једноставна монтажа |
Поређење завиде са осталим пластиком високог перформанси
Пеек је један од највиших перформансих термопластика. Али како се упоређује са другим напредним материјалима? Идемо на детаљан изглед.
| Проперти | Пееи | ППС | | ПТФЕ | ПИ |
| Макс. Сервисна темп. (° Ц) | 260 | 170 | 240 | 260 | 400 |
| Тензилна снага (МПа) | 100 | 105 | 80 | 25 | 150 |
| ФлекУРАЛНИ МОДУЛ (ГПА) | 4.1 | 3.3 | 4.0 | 0.5 | 3.5 |
| Израђени ИЗОД ИЗМЕНТ (КЈ / М³2;) | 7 | 6 | 3 | 2 | 4 |
| Хемијска отпорност | Одличан | Одличан | Одличан | Изванредан | Добри |
| Отпорност на хабање | Одличан | Добри | Добри | Сајам | Добри |
| Коефицијент трења | 0.10-0.25 | 0,20-0.35 | 0.15-0.30 | 0,05-0.10 | 0.10-0.25 |
| Апсорпција влаге (%) | 0.5 | 1.2 | 0.05 | <0,01 | 1.5 |
Пеек вс. Пеи (УЛТМ)
ПЕИ (полиетхеримид) , познат од стране марке УЛТЕМ, је још један полимер високих перформанси:
Пеек има већу чврстоћу, укоченост и топлотну стабилност
Пеек Тензилна снага: 100 МПа, пеи: 105 МПА
Пеек Флектурал Модул: 4.1 ГПА, Пеи: 3.3 ГПА
Пеек стаклена температура транзиције (ТГ): 143 ° Ц, Пеи: 217 ° Ц
Пеек одржава своје механичке својства на вишим температурама (260 ° Ц против 170 ° Ц Континуирана употреба)
Пеи има бољу димензионисану стабилност, доњу апсорпцију влаге и већу диелектричну снагу
Обоје имају одличну хемијску отпорност и инхерентну ретарденцију пламена
Пеек надмашује Пеи у екстремним температурама и механичком оптерећењу. Пеи је добар избор за структурне и електричне апликације.
Пеек вс. ППС
ППС (полифениленски сулфид) је полу-температурално полустални инжењеринг пластика:
Пеек има већу снагу, отпорност на ударце и отпорност на хабање
Пеек Тензилна снага: 100 мПа, ппс: 80 МПА
Пеек Строит Изод Снага удара: 7 кј / м³2;, ппс: 3 кј / м³2;
ППС има бољу хемијску отпорност, посебно јаким киселинама, базама и растварачима
Пеек је скупљи, али нуди врхунске механичке перформансе и топлотну стабилност
ППС је лакше процесуирати (нижи тачку топљења) и има нижу апсорпцију влаге
Пеек је врхунски избор за захтевне механичке и триболошке примене. ППС је погодан за хемијски агресивна окружења и пројектима осетљиве на трошкове.
Пеек вс. ПТФЕ
ПТФЕ (Политетрафлуороетилен), познат по трговаком називу Тефлон, јединствен је флуорополимер:
Пеек има много већу чврстоћу, укоченост и отпорност на хабање
Пеек затезна чврстоћа: 100 МПА, ПТФЕ: 25 МПА
Пеек Флектурал Модул: 4.1 ГПА, ПТФЕ: 0,5 ГПА
ПТФЕ има најнижи коефицијент трења (0,05-0.10) и најбоља некретнина која не падајућа
Пеек може да издржи веће температуре у ваздуху (260 ° Ц у односу на 260 ° Ц континуирано коришћење)
ПТФЕ је хемијски инертна и отпорна на готово све раствараче
Пеек је боље погодан за структурално, носиво и носе апликације. ПТФЕ одликује се у ниским трењем, не-штапићем и хемијски инертним употребом.
Пеек вс. Полиимидес (ПИ)
Полиимиди (ПИ) су породица високих температура, полимера високих перформанси:
Пеек има већу жилавост, снагу удара и отпорност на хабање
Пеек Елуација у паузи: 50%, ПИ: 10-30%
Пеек зарезана снага удара изода: 7 кј / м³2 ;, ПИ: 3-5 кЈ / м³2;
Неки ПИС, као што су ПМР-15 и БПДА-ППД, могу да издрже још веће температуре (до 400 ° Ц)
Пеек је лакше обрађивати (термопластично у односу на термосет) и има бољу хемијску отпорност
ПИС се често користе као премази, филмови, влакна и композити
Пеек је преферирани избор за најзахтевније структурне и триболошке примене. ПИС се користи када је потребна највиша отпорност на температуру, често у ваздухопловству и електроници.
Иако се ово поређење фокусира на пластику са високим перформансама, вриједи напоменути да би се у неким апликацијама могле такмичити са металима са високим снагама. На пример, у ваздухопловној апликацијама, инжењери ће можда требати да бирају између легура од алуминијума од пеекс и високе чврстоће попут 6061 и 7075 алуминијум.
За мање захтевне апликације, инжењери могу размотрити више уобичајене пластике попут АБС (акрилонитрил бутадиене стирен
Аспекти зависних и одрживости у околини и одрживости
Рециклабилност завиривача
Пеек је потпуно рециклиран термопластик:
Може се поново одјећи и прерадити више пута
Методе рециклирања укључују механичку и хемијску рециклирање
Рециклирани Пеек задржава већину својих оригиналних својстава
Може се помешати са Виргин Пеек или другим полимерима
Рециклажа Пеек помаже у смањењу отпада и очувања ресурса. То је важан аспект одрживе производње.
Енергетска ефикасност у производњи
Производња Пеекса је релативно енергетски ефикасна:
Користи процес без растварача (полимеризација од високе температуре на температури)
То смањује потребу за енергетски интензивним опоравком растварача
Сировине су стабилне и не захтевају посебно руковање
Високи перформанси Пеек омогућава лакши, ефикаснији дизајн
Ови фактори доприносе нижи потрошњу енергије и емисијама. Они завирују у еколошки прихватљив избор.
Процена животног циклуса
Процена животног циклуса (ЛЦА) Студије показују да ће Пеек-ове накнаде одрживости:
Пеек делови имају дуг радни век, смањујући потребе за заменом
Могу да замене теже металне компоненте, смањујући потрошњу горива
Високо-температурни отпорност омогућава ефикасније процесе
Његова хемијска отпорност минимизира потребу за заштитним премазима
Преко целог животног циклуса, Пеек нуди предности заштите животне средине. Доприноси ефикасности ресурса и смањене емисије.
| Корист | |
| Рециклахибилност | Смањени отпад, очувани ресурси |
| Енергетска ефикасност | Нижа потрошња и емисија |
| Перформансе животног циклуса | Дуго радни век, ефикасни дизајн |
Резиме
Пеек Пластиц нуди јединствену комбинацију својстава, укључујући високу чврстоћу, отпорност на топлоту и хемијску отпорност. Ове некретнине омогућавају ПЕЕК-у да наступи у захтевним применама широм индустрије попут ваздухопловства, медицинске и аутомобилске. Разумевањем Пеекових оцена, метода обраде и разматрања дизајна, инжењери могу искористити свој пуни потенцијал.
Савети: Можда сте заинтересовани за сву пластику
