最火聚醚醚酮的生产应用及发展前景顶杆齐齐哈尔分条刀体操用品雷诺配件
聚醚醚酮的生产应用及发展前景
1. 聚醚醚酮的性能与应用
1.1主要性能特征
聚醚醚酮(PEEK)是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基,赋予聚合物以耐热性和力学强度;另外,大分子中含有大量的醚键,又赋予聚合物以韧性,醚键越多,其韧性越好。它具有以下性能特征:耐高温,其负载热变型温度高达316℃(30%GF或CF增强牌号),连续使用温度为260℃;优良的耐疲劳性,可与合金材料媲美;耐化学药品性,它的耐腐蚀性与镍钢相近;自润滑性;阻燃性,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准;易加工性,由于它具有内容变化较大高温流动性好和热分解温度很高等特点,可采用注射、挤出、模压和吹塑成型,及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂;耐水解性;耐磨性;耐疲劳性;耐辐照性;耐剥离性;良好的电绝缘性能。
1.2PEEK的应用
(1)航空航天领域
PEEK可以替代铝和其它金属材料制造各种飞机内、外零部件。当飞机发生火灾时,它固有的阻燃性能和极少的烟尘和毒气排放量,降低了火灾的危害。
(2)汽车制造业
PEEK可取代金属作为制造发动机内罩的原材料,用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的电机控制系统、ABS刹车系统和空调系统中被广泛采用。
(3)电子电气领域
PEEK可用作H级以及C级绝缘材料,广泛用于电机、发电机、变压器、电容器及电缆、电线等的绝缘或保护层,以及可绕性印刷线路板、载波带(carrier?tape)、复合材料(用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆)、耐热耐药品的环型带等。还可用于制造镶嵌插头、高可靠性接插件、电缆插头、电池外壳、IC的封装等。在半摆锤垂体U型;导体工业中,PEEK常用来制造电子绝缘膜片以及各种连接器件。
(4)工业领域
在化学工业和其他加工业中,PEEK常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件等。
(5)医疗领域
可制造需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械,如牙科设备、内诊镜、血液透析仪等,并可与肌体有机结合。所以用PEEK代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。
(6)食品加工业
可作为一些高端饮食设备(包括工业用咖啡机)中蒸煮器探针和蒸汽旋塞金属材料的替代材料,如:食品泵的密封、饮其寿命提高了大约倍料灌装部件、自动蒸馏咖啡机等。
(7)其它领域
PEEK已经可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。可以预见,粉末喷涂工艺在化工防腐、家用电器、电子、机械等领域将有较好的应用前景。
2 聚醚醚酮的合成工艺
PEEK是由英国Victrex公司(以前是ICI高级材料公司的分公司)在20世纪70年代末开发成功,并于1987年投入工业化生产。其主要合成方法有:英国Victrex公司以4,4'-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺;日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺;印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺,且生产成本要比Victrex公司低。我国吉林大学特种工程塑料研究中心开发出了PEEK合成专利技术,并在长春建成了高技术产业化示范工业装置。
英国Victrex公司PEEK合成工艺是以4,4'-二氟二苯酮或4,4'-二氯二苯酮与对苯二酚钾盐或钠盐为原料,二苯砜为溶剂,在无水条件下于℃进行溶液缩聚,得到的聚合物经脱溶剂、去盐、水洗,然后于140℃真空压球机干燥,得到高分子量PEEK树脂。其反应式和工艺流程示意图如下:
4,4'-二氯二苯酮┐
对苯二酚钠盐 ┼→溶液缩聚→脱溶剂→去盐→水洗→干燥→产品
二苯砜 ┘
3国内外生产激光测距与市场状况
PEEK由英国Victrex公司开发成功并商品化以来,由于有军用背景,PEEK市场长期被该公司垄断。目前生产厂家除英国Victrex公司外,还有日本三菱化防爆玻璃成公司、住友化学公司、美国杜邦公司和印度Gharda化学公司等。Victrex公司经过多次扩建,目前生产能力为2300t/a,并计划新建一座规模相当的生产厂。
PEEK的主要市场是航空航天、汽车制造、电子电器、机械及医疗等领域。目前国际市场上PEEK树脂产量的40%用于汽车工业,先进车型的PEEK树脂用量已达到200g/台。在PEEK的需求中,西欧占55%,美国占35%,亚太占10%。由于亚太地区经济高速发展,Victrex公司正大力进入亚洲市场,预计该公司在未来5年内,将有超过2/3的销售出自亚洲市场。
PEEK自研制出来,一直被有关生产厂家作为一种重要的战略性国防军工材料,对许多国家限制出口。为了满足我国国防事业的发展和民用的急需,吉林大学特种工程塑料研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成工艺技术,长春吉大高新材料有限公司采用该技术建设了500t/aPEEK装置。
在国际市场上,标准级PEEK售价一般为美元/磅,过高的价格限制其应用范围。国产PEEK由于原料和设备全部立足于国内,降低了生产成本,使国产PEEK的市场售价可大幅度低于国际市场现价。国产PEEK投产后,很快实现了替代进口,占领国内市场。不仅为国家节约了大量外汇,还带动了国内PEEK树脂制品行业的发展。
二手设备4 发展前景
虽然PEEK树脂在我国实现了批量生产,质量达到国外同类产品按“停止”键水平,且售价大幅度低于国际市场现价,具有一定的出口竞争力。但也要看到,国产PEEK树脂与国外还有很大差距,一是所采用的国产原料与国外原料相比还存在一定差距,国产树脂在纯度和色泽方面还有待进一步提高;二是品种牌号过于单一,还不能生产多品种专用料;三是下游型材加工不配套,不能生产管材、棒材、片材等不同型材供应,市场,使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。
因此,我国PEEK在实现产业化的同时,应密切注视国外研发趋势和动向,加快PEEK的生产与应用研究,或与国外知名企业合作,使我国PEEK产品及早进入国际市场。(end)
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