聚芳基醚酮

聚芳香基醚酮一酮基樹脂是一族可於高溫下使用的不完全結晶性熱塑性工程塑膠。這類樹脂也具有極優良的耐化

詞條解釋

聚芳基醚酮(polyaryletheretherketone)

學藥品性、高強度和良好的阻燃性。雖然需要很高的熔融溫度，但聚芳基醚酮仍能在標準加工設備上擠塑和注射成型。

能承受較高熱應力和機械應力的這類熱塑性塑膠，與熱穩定的熱固性塑膠或氟聚合物相比有很多優點。酮基樹脂的連續工作溫度為482T，有的品種，也允許短期在662T下使用。

化學

聚芳基醚酮(polyaryletheretherketone)的化學組成包含有與苯基以不同順序結合的醚基和酮基。剛性的酮基和苯基使有較高的熱穩定性，而醚基保證它在分解溫度以下具有熱塑性狀態。

商業製得

商業上能夠得到的酮基樹脂是聚醚酮（PEK），它具有重複排列的與苯基相結合的醚基和酮基；還有一種是聚醚醚酮（PEEK），它具有重複排列的有兩個醚基和一個酮基的單體。其它一些由醚基和酮基不同組合而成的酮基樹脂設計成既有高的耐熱性也有好的加工性。其中一種樹脂如BASF公司商標為Ultrapek的PEKEKK一聚（醚）（酮）（醚）（酮）（酮）（括弧中表示不同的基因）。

基於高分子鏈中醚基和酮基的作用原理，PAEK的性能很明顯受到分子鏈段流動性的影響，故其性能可由化學結構來調控。聚酮的玻璃化轉變溫度（Tg）和熔化溫度（Tm）取決於醚基對酮基的比率。兩種溫度正如所預計的那樣隨著醚組分比例的增加而下降。例如，PEEK（醚酮比率為2）熔點為653F，Tg為289F;PEKEKK（醚酮比率為2/3）熔點為707F，Tg為350F。

編輯本段 回目錄 聚芳基醚酮(polyaryletheretherketone) - 製作方法合成酮基樹脂有兩種主要方法。第一種方法是親核性的芳基取代反應，使用雙酚和活性的氟代芳烴作為由縮聚反應生成的構造單元的單體；第二種方法是親電性的芳基取代反應，使用芳香族碳酸二氯化物和活性的苯並芳烴作為構造單元的單體，這一取代反應可於室溫在平穩反應條件下進行。

性能

與大多數其他工程塑膠相比具有較高的強度和剛性。UltrapekPEKEKK的拉伸強度一般為107MPa，彈性模量為4020MPa，彎曲強度為130MPa。

這些材料在很寬的溫度範圍內具有韌性和抗衝擊性。PEKEKK的平均衝擊強度為：缺口懸臂樑式衝擊強度為1.8ft.－fo/in，切口簡支梁式衝擊強度為3.3ft.－lb./sq.inch。它們也有很高的疲勞強度--PEKEKK於58MPa的循環應力下可承受10的7次方以上的循環。

PAEK的摩擦係數和磨損率很低，並且具有極好的熱氧化穩定性。一般來說，連續使用溫度可超過480F（即長期暴露於這樣高的溫度下仍能保留50%的強度和剛性）。

酮基樹脂的特點是在高溫下仍能保持良好的機械性能。PEKEKK的剪下模量到Tg=347F時幾乎仍保持不變，然後在很窄的溫度間隔內逐漸下降到一個新的平直狀態，直到達到熔點707F時，其值僅有微量變化。對於PEKK來說，模量在289F左右開始下降，新的平直狀態在熔點653F處結束。玻璃纖維和碳纖維等填充物可提高剪下模量。

線性膨脹係數較低，PEKEKK在73-180F時數值約為2.0*10^(-5)in/in/F。這種樹脂在厚度為1/32英寸時也有極好的阻燃性和很低的火焰蔓延性（由美國保險商協會實驗室評定的V-0）。

PAEK具有良好的介電性能，特別是有高的體積電阻率和高的表面電阻率和良好的介電強度，它還對許多有機及無機化學品具有非常好的穩定性，僅僅能夠被濃縮的、無水的或強氧化性的酸所分解。普通溶劑即使在高溫下也不會破壞PAEK。即使在熱水中也具有很好的抗水解性。

象大多數由芳烴骨架組成的塑膠一樣，PAEK會受紫外線（UV）照射的影響，但在較寬的溫度範圍內卻有極強的Y-射線和X-射線能力。

加工

作為聚合物加工的一個重要性質，PAEK的流動行為與其他不完全結晶的熱塑性塑膠相比基本上沒有什麼不同。其轉變溫度比其它熱塑性工程塑膠高，考慮到這一點，可適當地加熱加工機器和模具。可用的加工方法有注塑成型、擠塑、旋轉成型和粉末塗飾。

傳統的注塑成型機器可用於加工PAEK材料。推薦使用長徑比（L/D）為18—20的三段螺桿擠塑機可取得較好的結果。PAEK的熔化溫度隨樹脂類型而變化。PEK的熔化溫度範圍是735～805F，PEEK為715～750F。對PEK推薦模具溫度為355—420F，而對PEEK推薦為355—375F（高限溫度是對於那些在高溫下使用的零件）。PEKEKK注塑溫度為752—806F，模具溫度為356～410F。

PAEK可擠塑成片、鑄膜和加工用的塊坯，用於導線塗層。使用三段，長徑比為22—30的螺桿擠塑機可得到較好的結果。PEKEKK的熔化溫度為750一805F；擠出這類材料的加料部分溫度應高一些。例如對PEKEKK為800F。

PAEK零件可採用粘結劑連結和焊接技術進行裝配。粘結劑可以是環氧樹脂、氰基丙烯酸酯、聚氨酯或有機矽酮。可使用的焊接技術有加熱的工具750-1000F，10-90秒）；滾焊，熱空氣（840—930F）和超音波。

套用

PAEK用於那些要求高耐熱性、高耐化學藥品性、高強度和硬度、低燃性和低發煙性的套用領域。典型的套用領域包括：

電子：導線絕緣、電纜耦合器、聯結器和半導體晶片載體。

器械：把手、機殼和炊具元件。

醫學：假肢和儀器。

汽車：軸承座圈、摩擦軸承和活塞元件。

其它：飛機內部壁板、座椅殼、熱交換器元件、油井密封、泵殼和轉子。高精密儀器部件和單絲。

商業信息

PAEK商業化品級有普通品級、玻纖增強級或碳纖維增強級以及礦物填充級。普通級樹脂價格範圍為25－35美元/磅。

主要供應商為BASF（UltrapekPEKEKK）和VictrexLtd.（VictrexPEEK）。