
PEEK板简介
PEEK板是以聚醚醚酮(Polyether Ether Ketone) 树脂为主要原料,通过高温挤出或压塑工艺制成的板状型材。PEEK是一种半结晶性、超高性能的特种工程塑料,被誉为塑料工业的“金字塔尖”材料。PEEK板因其卓越的综合性能,成为替代金属、陶瓷和其他塑料的终极解决方案之一,广泛应用于各种苛刻的高端工业环境。
核心特性与价值
PEEK板的性能全面而优异,几乎在所有方面都达到了热塑性塑料的顶级水平。
1. 卓越的耐热性:
长期使用温度可达250°C,短期可耐受300°C以上的高温。
玻璃化转变温度(Tg)约为143°C,熔点(Tm)约为343°C。
热变形温度(1.8MPa)高达160°C(未增强),碳纤维增强后甚至超过300°C。
2. 极高的机械性能:
具有极高的强度、刚度和硬度,其抗拉强度和抗疲劳性优于许多金属。
耐蠕变性极佳,在长期负荷下形变极小,尺寸稳定性好。
3. 出色的耐化学药品性:
对绝大多数化学物品都有优异的抗腐蚀能力,包括酸、碱、油、烃类、盐溶液、有机溶剂等。
仅能被浓硫酸、氢氟酸等极少数强腐蚀性化学品侵蚀。
4. 优异的摩擦学性能:
自润滑性好,摩擦系数低,耐磨耗性和耐刮擦性极其出色,即使在没有润滑的情况下也能表现良好。
5. 阻燃性与低烟无毒:
本身具有UL94 V-0级阻燃性能,燃烧时发烟量极低,且产生的气体毒性小。
6. 优良的电性能:
在高温、高压及潮湿等恶劣环境下仍能保持稳定的电气绝缘性能。
7. 耐水解性:
可在高温高压蒸汽或水环境中长期使用,性能不衰减。耐热水性好。
8. 抗辐射性:
对高能辐射有很强的抵抗能力,可用于航空航天及核工业等有辐射的环境。
主要类型
根据增强材料的不同,PEEK板可分为以下几类,以满足不同的性能需求:
| 类型 |
主要成分 |
特点 |
适用场景 |
| 纯PEEK板 |
100% PEEK树脂 |
韧性好,抗冲击性强,耐化学性最佳 |
耐腐蚀衬板、密封件、绝缘件 |
| 碳纤维增强PEEK板 (CF/PEEK) |
PEEK + 20%-30% 碳纤维 |
超高强度、超高刚性、低摩擦、耐磨性最佳超高强度、超高刚性、低摩擦、耐磨性最佳 |
高负载结构件、轴承、齿轮、耐磨板 |
| 玻璃纤维增强PEEK板 (GF/PEEK) |
PEEK + 20%-30% 玻璃纤维 |
高强度、高刚性、尺寸稳定性好,成本低于CF增强 |
结构支撑件、绝缘构件、连接器 |
| 耐磨PEEK板 |
PEEK + 固体润滑剂(如PTFE、石墨) |
摩擦系数最低,自润滑性极佳 |
轴承、滑块、活塞环、密封环 |
基础性能数据表
下表对比了不同类型PEEK板的典型性能参数。
| 性能指标 |
单位 |
纯PEEK |
30%碳纤维增强PEEK |
30%玻璃纤维增强PEEK |
测试标准 |
| 密度 |
g/cm³ |
1.30 |
1.44 |
1.51 |
ASTM D792 |
| 拉伸强度 |
MPa |
90 - 100 |
200 - 250 |
160 - 180 |
ASTM D638 |
| 弯曲强度 |
MPa |
140 - 170 |
280 - 350 |
240 - 270 |
ASTM D790 |
| 弯曲模量 |
GPa |
3.5 - 4.0 |
15 - 22 |
9 - 11 |
ASTM D790 |
| ZOD缺口冲击强度 |
J/m |
80 - 100 |
50 - 80 |
80 - 100 |
ASTM D256 |
| 热变形温度 (1.8MPa) |
°C |
160 |
> 300 |
280 - 300 |
ASTM D648 |
| 连续使用温度 |
°C |
240 - 260 |
250 - 300 |
250 - 280 |
- |
| 摩擦系数 (对钢) |
- |
0.35 - 0.45 |
0.10 - 0.20 |
0.25 - 0.35 |
ASTM D1894 |
| 吸水率 (24小时) |
% |
0.1 - 0.3 |
0.06 - 0.1 |
0.06 - 0.1 |
ASTM D570 |
主要应用领域
PEEK板的应用几乎遍布所有高端制造业:
航空航天: 飞机舱体内饰、结构件、轴承、绝缘件、密封件。
医疗器械: 外科手术器械、创伤修复设备、诊断设备组件、(需认证)可植入人体。
半导体工业: 晶圆承载器、CMP保持环、蚀刻机部件、洁净室设备,满足高洁净和耐化学性要求。
工业装备: 高性能密封件、轴承、齿轮、活塞环、泵阀部件、压缩机阀片、耐磨板。
汽车工业: 变速箱零部件、发动机内罩、刹车系统零件、连接器。
食品加工: 符合食品接触要求的耐磨、耐高温零部件。
电子电气: 高性能绝缘板、连接器、线圈骨架。
加工与注意事项
加工方法: PEEK板非常适合进行CNC精密机械加工,如车、铣、钻、刨、磨等,可以方便地制成各种复杂的零件。
注意事项:
成本高昂: 原材料和加工成本均远高于普通工程塑料。
加工要求: 需使用锋利的硬质合金或金刚石刀具,并采用适当的切削速度和冷却方式(通常建议风冷),以避免材料熔化。
各向异性: 增强型PEEK板(如CF/PEEK)在不同方向上的性能可能存在差异,设计时需考虑此因素。
PEEK板是一种近乎完美的超高性能特种工程塑料板材。它集耐高温、高机械强度、耐化学腐蚀、阻燃、自润滑、耐水解等卓越特性于一身,能够应对最极端、最苛刻的工作环境。尽管其价格昂贵,但在追求设备可靠性、长效性、轻量化和无维护运行的高端制造和尖端科技领域,PEEK板提供了不可替代的价值,是名副其实的“问题终结者”材料。