Что такое peek

Современный материал PEEK (полиэфирэфиркетон) — востребованный на мировом рынке термопластик, способный заменить алюминиевые и магниевые сплавы, а иногда и стали. Он легкий, прочный, устойчивый к агрессивным средам. Не магнитится, не горит, не проводит тепло и электричество.

В интернет-магазине ПКФ “Электропласт” можно купить стержень PEEK, или листы нужной толщины. Кроме того, мы качественно и в срок изготовим детали по Вашим чертежам. Оставляйте заявку на сайте, или позвоните нам.

О главном: что такое пластик PEEK, и чем он будет полезен?

Это высокопроизводительный полимер, созданный в 1970-х годах исследователями британской компании ICI. Ученые пытались получить пластик, который сочетал бы стойкость к химическим веществам, высоким температурам, и при этом сохранял прочность и жёсткость.

До 1970-х уже были термопласты с хорошими характеристиками. Но новый материал PEEK превосходил многие из них — полипропилен (PP), поликарбонаты (PC), полиимиды (PI) и полисульфоны (PSU).

Поликарбонаты и полиимиды имеют более низкую температурную и химическую стойкость по сравнению с PEEK. Полисульфоны менее уязвимы перед химией, но не достигают таких температурных пределов и прочности, как PEEK.

А полипропиленовый стержень, несмотря на свою популярность и низкую стоимость, имеет значительные ограничения в термостойкости (до 100°C) и химической стойкости по сравнению с PEEK. Он не может соперничать с ним в высоких температурах и условиях, где требуется прочность и стабильность в агрессивной среде.

Итак, что за материал - PEEK, и что он может? PEEK (полиэфирэфиркетон) входит в группу полиарилэфиркетонов, вместе с полиэфиркетоном (PEK) и полиэфиркетонкетоном (PEKK). Это полимерное соединение, каждое звено которого содержит две группы эфира и одну группу кетона.

Прежде всего полиэфирэфиркетон известен высокой прочностью — это один из наиболее жестких полимеров. При этом он превосходит многие другие жесткие термопласты по ряду свойств. Материал устойчив к высокой температуре, химии, рентгеновским лучам, негорючий, нетоксичный, выступает эффективным изолятором. Подходит для применения в условиях высокого вакуума.

Подробнее о свойствах PEEK и его возможностях

Почему он считается одним из самых перспективных тугоплавких конструкционных термопластов на современном рынке:

• Непрерывное использование этого материала возможно при температуре до 260°C, в том числе в горячей воде и под воздействием пара. Потому PEEK востребован, например, в авиации и космической технике, где детали подвергаются экстремальным температурам и давлениям.
• Огнестойкий материла не поддерживает горение, и выделяет минимум дыма. Склонен к самозатуханию при устранении источника открытого пламени. Потому хорош там, где требуется высокая степень безопасности и надежности материалов в условиях высоких температур и потенциального риска возгорания.
• Обладает отличными изоляционными свойствами, потому подходит для использования в электрических и электронных компонентах. Он имеет диэлектрическую прочность около 20 кВ/мм и низкий коэффициент потерь (tan δ) в диапазоне частот до 10 ГГц. Потому обеспечивает надежную защиту от электрических разрядов и устойчивость к высоким частотам в кабелях, коннекторах и изоляторах.
• PEEK сохраняет свои свойства при воздействии гамма-излучения. Потому из него делают, например, компоненты для радиотерапии и оборудования для ядерной энергетики. Там, где другие материалы могли бы быстро деградировать.

При этом, плотность PEEK составляет около 1,30 г/см³. Его можно использовать в конструкциях, где требуется сниженный вес без потери прочности. В частности, в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где легкость материала способствует уменьшению массы компонентов и, следовательно, улучшению топливной эффективности и производительности.

И еще — химическая стойкость PEEK  сопоставима со стойкостью фторполимеров (в частности PTFE). Материал эффективно противостоит воздействию концентрированных кислот, щелочей и органических растворителей. Он может заменить фторопласт (Ф-4) в условиях, где тот проявляет недостаточную стойкость к механическим нагрузкам, быстро изнашивается или деформируется. Благодаря высокой износостойкости и стабильности размеров при высоких температурах, из PEEK можно делать сложные детали с высокой точностью, что снижает частоту ремонтов, сокращает простои оборудования и уменьшает эксплуатационные расходы.

К слову, у нас можно купить и PEEK, и PTFE в виде листа и стержня. А еще стержень текстолитовый, капролоновый, полипропиленовый, полиуретановый и др. По отличным ценам и с быстрой доставкой.

Модифицированный PEEK

В процессе модификации полимера PEEK используются различные наполнители и добавки, улучшающие его свойства и расширяющие области применения.

Например, при добавлении стекловолокна, температура размягчения (Tg) может увеличиваться до 315-320°C, что значительно выше, чем у чистого PEEK. Стеклонаполненный материал, содержащий до 30% стекловолокна, обладает существенно сниженным коэффициентом теплового расширения и увеличенным модулем упругости при изгибе по сравнению с немодифицированным PEEK. Эти характеристики делают его подходящим для структурных элементов, которые требуют высокой прочности, жесткости и стабильности размеров, особенно в условиях, где температура превышает 150°C.

К слову, на сайте есть разные стеклопластиковые стержни, например, на основе текстолита.

Углеродное волокно повышает жесткость и прочность на сжатие, снижая тепловое расширение и улучшая теплопроводность.

Графит используется для улучшения трибологических свойств материала, таких как износостойкость и скользящие свойства.

Модифицированный PEEK с керамикой обладает большей жесткостью, термостойкостью и стабильностью размеров при изменениях температуры и влажности. Керамические наполнители также способствуют улучшению диэлектрических свойств и износостойкости. 

Материал легче традиционных керамических деталей, потому удобнее для использования в конструкциях, где требуется высокая прочность и стойкость к ударам при уменьшенной массе.

Зачем покупать PEEK в “Электропласт” и как его обрабатывать?

Основные сферы применения PEEK - производство полупроводников и электроники, компонентов для нефтегазовой промышленности, аэрокосмических деталей, изделий медицинского назначения, пищевой упаковки и т.д.

Чаще всего его закупают для изготовления:

• Медицинских имплантатов и зубных протезов. PEEK обладает высокой биосовместимостью, устойчивостью к реакциям отторжения и способностью выдерживать многократную стерилизацию без деградации, что подтверждено исследованиями.
• Компонентов клапанов. Материал демонстрирует устойчивость к коррозии и химическим реагентам, что позволяет его использовать в агрессивных средах, где другие материалы, например металлы, могут быстро выходить из строя.
• Поршней и поршневых колец. Прочность PEEK на растяжение составляет до 100 МПа, а модуль упругости — до 4 ГПа, что обеспечивает его использование в высоконагруженных механических системах.
• Шестерней и компрессоров. Низкий коэффициент трения (0.3-0.38) и высокая устойчивость к износу делают PEEK подходящим для деталей, которые подвергаются постоянному трению и ударным нагрузкам.
• Центрифуг. Устойчивость к центробежной нагрузке и химическим воздействиям делает PEEK подходящим для компонентов центрифуг, работающих в интенсивных режимах.

Термическая стабильность до 250 °C в сочетании с химической инертностью позволяет делать из PEEK уплотнения и направляющие втулки, использовать в условиях высоких температур и контакта с различными химическими веществами.

PEEK, несмотря на свою жесткую и стабильную химическую структуру, остается достаточно пластичным при плавлении. Потому его можно обрабатывать традиционными методами, такими как литье под давлением, прессование и экструзия.

Например, в процессе литья под давлением PEEK может быть нагрет до температуры плавления, введен в форму, а затем охлажден, сохранив при этом до 48% кристалличности. Высокая степень кристалличности означает, что молекулы PEEK упорядоченно выстраиваются в плотные структуры, что увеличивает прочность и химическую стойкость конечного изделия.

Эта способность к кристаллизации делает пластик PEEK уникальным термопластом, который обеспечивает превосходную производительность в сложных условиях эксплуатации.