PEEK材料简介及其在往复式压缩机气阀阀片上的应用

PEEK材料的缺点
当然，阀片材料为PEEK的气阀并非十全十美，也存在下列缺点 或局限性:
(1)气阀的压差不能超过22.5 MPa，排气温度不能高于250 ℃工程应用 结果表明，气阀的 压差和排气温度不能同时接近上述极限值;
(2)不可用于氧气或含有氯气的压缩机;
(3)阀片的热膨胀系数较大。
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PEEK材料的简介 及性能和应用
PEEK材料在各个 领域应用分布
1—深海石油钻探使用的8—针 连接器 2—用于吸尘器上的PEEK数字 式电机 3—漆包线 4—耐高温插件
PEEK材料的阀片
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PEEK材料的简介 及性能和应用
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气阀结构及原理
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PEEK材料用于气 阀的优点与缺点
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PEEK材料的前景
气阀的重要性
气阀是往复压缩机的心脏，压缩机运行的经 济性与可靠性在很大程度上取决于气阀的性 能。世界先进的往复压缩机制造商和气阀制 造商一直把提高气阀的使用寿命和效率作为
PEEK材料及其在往复式压缩机排气
阀阀片上的应用
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PEEK材料的简介 及性能和应用
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气阀结构及原理
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PEEK材料用于气 阀的优点与缺点
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PEEK材料的前景
聚醚醚酮（简称PEEK）树脂是一种新型特种高分子材料，也被 称为超耐热性、热可塑性树脂。它是一种结晶性、不透明、浅 茶灰色的芳香族系超耐热性塑脂，其分子结构如图1所示。由 英国ICI公司于1978年首先开发出来，其后，美国杜邦公司、德
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气阀结构及wenku.baidu.com理
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PEEK材料用于气 阀的优点与缺点
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PEEK材料的前景
PEEK材料用于阀片的优点
1、气阀的可靠性较高 两物体相撞(其中一物体固定，撞击能量全部由撞击物体吸收)的接触应力公式为：
(式中 为撞击速度，E为弹性模量，ρ为撞击物密度)，这表明撞击接触应力与撞击速 度、弹性模量、撞击物密度正相关。 （1）PEEK的密度比金属小得多，弹性模量亦比金属小，因而在撞击速度相同时，与阀座、 升程限制器之间的撞击接触应力，PEEK阀片比金属阀片小得多。 （2）PEEK材料的内部分子结构比金属松散，具有很高的冲击韧度，能吸收大量的冲击动能， 其抗冲击、抗疲劳能力是金属阀片的两倍。 （3）PEEK具有良好的柔韧性，缺口敏感性低，即使形成裂纹，其裂纹的传播速度也较慢， 因而PEEK阀片不易断裂。 （4）PEEK阀片能适用于含有液体和微小异物的气体，因为塑料的表而很难粘上小金属片、 砂粒等异物，所以避免了这些异物造成的金属密封片碰伤、磨损和裂纹等川，还可避免金 属阀 片断裂造成气缸、活塞、活塞环等损坏的机组故障。
国BASF公司、中国吉林大学等也先后研究开发出具有自主知识
产权的同类产品。
聚醚醚酮的性能
1、力学性能 2、耐热性能 5、加工成型性能 6、抗蠕变性能 7、耐疲劳性能
3、耐腐蚀性能
4、耐水解性能
8、摩擦学性能
1、力学性能 PEEK纯树脂一般不能直接应用，还必须添 加某些填料、增 强材料和助剂制成塑料形式方可应用。采用不同工艺、不同配 方制造的PEEK改性物的力学性能不尽相同。 2、耐热性能 PEEK的熔点为334 ℃ ，未增强PEEK的热变形温度为135— 160℃，玻璃纤维增强后PEEK的热变形温度250 —300℃，长期 使用温度(UL温度指数)为250℃，短期工作温度可达300℃。 3、耐腐蚀性能 PEEK的耐腐蚀性与镍钢相似，除个别浓酸外，对通常的化学 药品表现出极好的耐腐蚀性，即使在较高的温度下，仍能保持 良好的化学稳定性。 4、耐水解性能 PEEK在23℃下饱水率只有0.5%，可在300℃加压热水或蒸气 中使用，在200℃热水(加压水)中可以连续使用。
PEEK材料用于阀片的优点
3、气阀引起的压缩机容积流量损失较小 PEEK阀片硬度小，对阀座密封而的损伤较小;弹性好，易与阀座 磨合、贴合，密封性好;对固体微粒与液滴忍让性好，密封而不易因 介质中的固体微粒或液滴而损坏;耐腐蚀性好，基本不会因被介质腐 蚀而产生影响气密性的凹坑、缺口等。因而，可减小甚至避免因气 阀密封不良而引起的压缩机容积流量损失。阀片的迎气流而能制成 锥而或圆弧而，可提高气阀的流量系数叫，有利于保证压缩机的容 积流量。 4、气阀的噪声较低 PEEK阀片的弹性好，能吸收大量的冲击动能，可减小阀片撞击 的噪声。
5、加工成型性能 PEEK具有高温流动性好、热分解温度高等优点便于二次加工， 可采用注射成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、 旋转成型、粉末喷涂等方式加工。 6、抗蠕变性能 PEEK具有优良的抗蠕变性能，即使在200℃以上的 温度， 仍能保持较高的拉伸强度和弯曲模量。 7、耐疲劳性能 PEEK的柔韧性好，对交变应力的优良耐疲劳性是塑料中最出 众的，与合金材料媲美。 8、摩擦学性能 PEEK的摩擦系数低各种压力、温度和相对粗糙度接触而的 情况下都具有优异的耐磨性质，可在无润滑、高温、潮湿、腐 蚀等严酷环境下使用。
PEEK材料用于阀片的优点
（5）PEEK具有自润滑性能，耐磨性好，能用于有油润滑或无油润滑的工况， 可减免阀片与升程限制器导向凸台之间的摩擦、磨损。 （6）PEEK阀片的耐腐蚀性能比金属阀片优异得多，可避免因腐蚀性介质的 作用而产生氢脆、腐蚀疲劳、削弱零件强度、损坏密封而等现象。 2、气阀的能耗较低 虽然强度低，但密度也小，因此，PEEK阀片的重量低于金属阀片，这将 有利于阀片开启，减小作用于气阀零件上的惯性力和冲击力，降低功率消 耗，且PEEK弹性模量较小，抗冲击能力强，因此阀片升程可取较大值，通 常在2. 5 3.5之间，这可大幅度减小气体通过气阀时的能量损失。PEEK的加工性能 好，阀片可制成各种形状，迎气流而可制成有一定锥度或圆弧，减小阻力损失。
提高压缩机整机水平的一个重要目标加以研
究，并投入大量的人力和物力重点研究了气 阀的合理升程、气阀的制造精度、气阀阀座 通流而积优化、气阀材料(主要是阀片材料) 等。
1—阀座 2—阀片 3—弹簧 4—升程限制器
气阀的简易结构 气阀正常启闭的工作过程曲线
气阀的实体结构
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气阀结构及原理
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PEEK材料用于气 阀的优点与缺点
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PEEK材料的前景
• PEEK从研发到如今，其生产和产量在不断的增加，用途也在拓宽， 新的产品也在不断有研究和开发。其产品由于制备成本较高，其价 格也在材料领域遥遥领先，由于价格原因，其产品大多用于尖端领 域和一些高端公司的产品。 • 聚醚醚酮(PEEK)作为一种新型的半晶态芳香族塑性工程塑料，具有极 其出色的物理、力学性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等 传统材料，在减轻质量，提高性能方面贡献突出，成为当今最热门 的高性能工程塑料之一，未来前景巨大。