Як выбраць матэрыялы PEEK і перапрацаваць іх у лісты і стрыжні PEEK?

I. Што такое сыравіна PEEK?

PEEK (Polyetheretherketone) - гэта высокаэфектыўны спецыяльны інжынерны пластык, які адносіцца да араматычных паўкрышталічных тэрмапластычных палімерных матэрыялаў. Яго малекулярная аснова складаецца з чаргуючыхся эфірных (-O-) і кетонавых (-CO-) сувязяў, якія злучаюць бензольныя кольцы, што надае яму выдатныя комплексныя ўласцівасці:

Устойлівасць да высокіх тэмператур: тэмпература доўгатэрміновай эксплуатацыі да 250 ℃ (кароткачасовая 300 ℃), тэмпература плаўлення прыблізна 343 ℃;

Высокая трываласць: трываласць на расцяжэнне прыблізна 90-100 МПа, модуль 3,6-4,0 ГПа, выдатная ўстойлівасць да стомленасці;

Устойлівасць да хімічнай карозіі: амаль не раствараецца ва ўсіх арганічных растваральніках, акрамя канцэнтраванай сернай кіслаты;

Радыяцыйная ўстойлівасць: лепшая ўстойлівасць да гама-прамянёў, чым традыцыйныя пластмасы;

Біясумяшчальнасць: не таксічны, можа прайсці сертыфікацыю медыцынскага ўзроўню.

Сыравіна ПЭЭК звычайна знаходзіцца ў грануляванай форме, падзяляецца на чысты ПЭЭК і мадыфікаваны ПЭЭК (напрыклад, напоўнены шкловалакном/вугляродным валакном, мадыфікаваны з устойлівасцю да зносу графітам/ПТФЭ і г.д.), шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах высокага класа, як аэракасмічная прамысловасць, медыцына, электроніка і аўтамабільная прамысловасць.

II. Як выбраць высакаякасную сыравіну PEEK?

Высакаякасная сыравіна PEEK павінна адпавядаць стабільнасці прадукцыйнасці, адаптыўнасці да апрацоўкі і патрабаванням прымянення. Іх можна выбраць з наступных памераў:

1. Вызначце патрабаванні да заяўкі

Выберыце тып у залежнасці ад прызначэння:

Чысты PEEK: выкарыстоўваецца ў прылажэннях высокай чысціні (напрыклад, медыцынскія імплантаты, паўправадніковыя прылады);

Напоўнены/мадыфікаваны PEEK: армаванне шкловалакном (GF) павышае калянасць, армаванне вугляродным валакном (CF) павышае цепла/электраправоднасць, а PTFE/графіт зніжае каэфіцыент трэння.

2. Тэставанне асноўных паказчыкаў эфектыўнасці

Малекулярная маса і размеркаванне: высокая малекулярная маса паляпшае механічныя ўласцівасці, а раўнамернае размеркаванне забяспечвае стабільнасць апрацоўкі;

Хуткасць цякучасці расплаву (MFR): адлюстроўвае цякучасць апрацоўкі. MFR чыстага PEEK звычайна складае 2-10 г/10 мін (360 ℃/3,8 МПа), што патрабуе сумяшчальнасці з апрацоўчым абсталяваннем;

Механічныя ўласцівасці: трываласць на разрыў, модуль пругкасці пры выгіне і ўдарная трываласць павінны адпавядаць стандартам;

Цеплавыя ўласцівасці: тэмпература стеклования (Tg≈143℃), тэмпература плаўлення (Tm≈343℃), тэмпература цеплавога скажэння (HDT@260℃≥310℃);

Чысціня і прымешкі: без чорных плям або каляровых часціц; утрыманне іёнаў металаў (напрыклад, Fe, Ni) ≤10 праміле (ніжэй для медыцынскага ўзроўню).

3. Праверце кваліфікацыю пастаўшчыка

Выбірайце сертыфікаваных вытворцаў; патрабаваць справаздач аб серыйных выпрабаваннях матэрыялаў, уключаючы ключавыя дадзеныя, такія як MFR, шчыльнасць і механічныя ўласцівасці; расстаўляць прыярытэты для пастаўшчыкоў з магчымасцямі даследаванняў і распрацовак, якія могуць наладжваць рэцэптуры (напрыклад, версіі з нізкім вылучэннем газу, устойлівыя да гідролізу).

4. Знешні выгляд і фізічны агляд

Аднастайны памер часціц: няма прыліплых, зламаных або няправільнай формы часціц

Сталы колер: Pure PEEK павінен быць светла-бурштынавым; мадыфікаваныя матэрыялы павінны мець стабільны колер без прымешак;

Пах: Няма відавочнага рэзкага паху (нізкія матэрыялы могуць утвараць лятучыя рэчывы з невялікімі малекуламі з-за раскладання).

Поліэфірэтэркетонавы стрыжань AHD (пластыкавы стрыжань PEEK)

III. Як захоўваць сыравіну PEEK?

PEEK мае нізкую гіграскапічнасць (раўнаважны ўзровень паглынання вільгаці <0,5%), але няправільнае працяглае захоўванне можа паўплываць на прадукцыйнасць апрацоўкі або прывесці да дэградацыі. Варта прыняць наступныя меры засцярогі:

1. Экалагічны кантроль

Тэмпература: 20-30 ℃, пазбягайце высокіх тэмператур (>50 ℃ можа выклікаць павольнае тэрмічнае акісленне);

Вільготнасць: адносная вільготнасць <60%. Хоць гіграскапічнасць нізкая, вільготнае асяроддзе можа выклікаць адсорбцыю вільгаці на паверхні, што прывядзе да адукацыі бурбалак падчас апрацоўкі;

Святло: захоўваць у месцах, абароненых ад святла (ультрафіялетавае святло можа паскорыць старэнне палімера).

2. Упакоўка і захоўванне

Захоўвайце арыгінальную ўпакоўку закрытай (звычайна гэта вільгаценепранікальны алюмініева-поліэтыленавы пакет + кардонная скрынка). Нявыкарыстаны сыравіну варта зноў запячатаць;

Пазбягайце моцнага ціску пры кладцы (каб прадухіліць паломку часціц);

Захоўвайце далей ад хімічных рэагентаў (такіх як кіслоты і шчолачы), каб пазбегнуць забруджвання.

3. Тэрмін прыдатнасці

Нераскрытае сыравіну рэкамендуецца выкарыстоўваць на працягу 12 месяцаў. Пасля адкрыцця выкарыстоўваць на працягу 6 месяцаў (працяглае ўздзеянне можа прывесці да заражэння).

Ліст з поліэфірэтэркетону AHD (пластыкавы ліст PEEK)

IV. Як апрацоўваць высакаякасны ліст PEEK і стрыжань PEEK?

Лісты/стрыжні PEEK звычайна вырабляюцца шляхам экструзійнага фармавання. Ключ ляжыць у папярэдняй апрацоўцы сыравіны, адладцы абсталявання і кіраванні працэсам.

1. Папярэдняя апрацоўка сыравіны: сушка

Нягледзячы на тое, што PEEK мае нізкую гіграскапічнасць, яго ўсё роўна трэба высушыць перад апрацоўкай, каб выдаліць вільгаць з паверхні і прадухіліць з'яўленне бурбалак або дэградацыі падчас экструзіі:

Тэмпература сушкі: 120-150 ℃ (150 ℃ рэкамендуецца для чыстага PEEK; для мадыфікаваных матэрыялаў выконвайце рэкамендацыі пастаўшчыка);

Час высыхання: 4-6 гадзін (з выкарыстаннем асушальнай сушылкі);

Пасля высыхання: выкарыстоўваць неадкладна, каб пазбегнуць другаснага ўбірання вільгаці.

2. Выбар абсталявання

Экструдар: рэкамендуецца выкарыстоўваць двухшнековый экструдар (суадносіны L/D ≥ 32:1), каб забяспечыць дастатковую пластыфікацыю матэрыялу; шруба павінна быць зносаўстойлівай (PEEK, які змяшчае шкловалакно/вугляроднае валакно, схільны зносу).

Матрица: экструзійная матрица ліста/стрыжня павінна мець раўнамерны канал патоку, каб пазбегнуць застою матэрыялу (галоўку матрицы можна паліраваць, каб паменшыць вылучэнне цяпла пры зруху); ліставая плашка павінна быць абсталявана перфараванай пласцінай + размеркавальнікам для забеспячэння пастаяннай хуткасці патоку расплаву.

3. Кантроль параметраў працэсу

тэмпература:

Ствол: задняя частка 280-320 ℃ (папярэдні нагрэў і пластыфікацыя), сярэдняя частка 340-380 ℃ (плаўленне), пярэдняя частка 360-400 ℃ (гамагенізацыя);

Памерць: 360-390 ℃ (крыху ніжэй тэмпературы раскладання, каб пазбегнуць дэградацыі матэрыялу).

Ціск: хуткасць шнека 5-20 абаротаў у хвіліну (нізкая хуткасць зніжае цяпло зруху), супрацьціск 0,5-2 Мпа (забеспячэнне шчыльнасці расплаву).

Астуджэнне:

Ліст: астуджаецца трохвалковым каландрам, каб пазбегнуць хуткага астуджэння, якое прыводзіць да ўнутранага напружання;

Бар: астуджэнне на вадзяной лазні, дастатковая даўжыня астуджэння (>1 метр), каб забяспечыць поўную крышталізацыю.

Дошка AHD 1 мм PEEK

4. Далячэнне

Адпал: лісты/брускі можна адпальваць пры 150-200 ℃ на працягу 2-4 гадзін для ліквідацыі ўнутранага напружання і паляпшэння стабільнасці памераў.

Апрацоўка паверхні: для асабліва гладкай паверхні ліст можна паліраваць.

5. Агульныя праблемы і рашэнні

Бурбалкі/срэбныя плямы: Недастатковая сушка → Падоўжыць час сушкі;

Шурпатасць паверхні: тэмпература галоўкі штампа занадта нізкая → Павялічце тэмпературу галоўкі штампа;

Недастатковыя механічныя ўласцівасці: Празмернае астуджэнне → Знізьце тэмпературу астуджальнай вады і падоўжыце час астуджэння;

Нераўнамерны колер: нераўнамернае змешванне сыравіны → Узмацніце змешванне перад сушкай або выкарыстоўвайце каляровую маткавую сумесь для папярэдняй дысперсіі.

Якасць ПЭЭК як высокапрадукцыйнага матэрыялу залежыць ад выбару сыравіны, умоў захоўвання і тэхналогіі апрацоўкі. Шляхам строгага выбару пастаўшчыкоў, кантролю асяроддзя захоўвання і аптымізацыі тэмпературы экструзіі, ціску і наступнай апрацоўкі можна вырабляць высокаэфектыўныя лісты/стрыжні PEEK для задавальнення патрэб высокага класа прымянення.

AHD Rod PEEK