聚醚醚酮及其复合材料的特性与应用研究进展(1)
碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的研究及应用
碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的研究及应用目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 综述目的与范围 (4)1.4 结构与组织 (5)2. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料简介 (7)2.1 聚醚醚酮的基本特性 (8)2.2 碳纤维的材料特性 (9)2.3 纤维增强塑料的制造工艺 (10)3. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的性能特点 (11)3.1 力学性能 (12)3.2 耐热性能 (13)3.3 电绝缘性能 (15)4. 复合材料的研究进展 (17)4.1 纤维增强方式的探索 (18)4.2 增强机制与界面研究 (20)4.3 复合材料的微观结构与性能 (21)4.4 环境耐受性与防护 (22)5. 复合材料的应用领域 (23)5.1 航空航天 (25)5.2 汽车工业 (26)5.3 体育器材 (27)5.4 电子器件 (28)5.5 能源存储 (29)6. 复合材料的生产与加工 (30)6.1 材料加工工艺 (32)6.2 表面处理与涂层 (33)6.4 质量控制与检测 (36)7. 研发挑战与展望 (37)7.1 材料成本与环境问题 (38)7.2 性能提升与界面处理 (39)7.3 可持续性与发展方向 (41)1. 内容概述本研究报告深入探讨了碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料的研制、性能及其在各领域的应用潜力。
我们概述了碳纤维和PEEK的基本特性及其在复合材料制备中的优势。
详细阐述了复合材料的制备工艺、结构设计以及性能优化方法。
报告重点分析了复合材料在不同工程领域的应用表现，包括航空航天、汽车制造、医疗器械以及体育器材等。
我们还讨论了复合材料在环境友好性、成本效益和可持续性方面的优势，并对其未来发展前景进行了展望。
通过本研究，旨在为相关领域的研究人员和工程技术人员提供有价值的参考信息，推动碳纤维增强PEEK复合材料技术的进一步发展和广泛应用。
1.1 研究背景随着科技的不断发展，复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，在各个领域得到了广泛的应用。
连续碳纤维增强热塑性复合材料的性能优势及应用举例
- 64 -工 业 技 术随着碳纤维增强热固性复合材料应用的日益成熟，碳纤维增强热塑性复合材料也逐步从航空航天领域走向工业机械、高端医疗、轨道交通、电子电器等多种民用领域。
与传统的热固性碳纤维复材相比，热塑性复合材料具有高韧性、高抗冲击和损伤容限、无限预浸料存储期、成型周期短、可回收利用、易修复等显著特征，具备环保、高效及高性能优势。
该文就分别以碳纤维增强聚醚醚酮、碳纤维增强热塑性聚酰亚胺、碳纤维增强聚苯硫醚这3种复合材料介绍碳纤维增强热塑性复合材料的性能优势，并结合生产和应用实际，重点介绍连续性碳纤维增强聚醚醚酮复合材料在骨外科医疗领域中的性能表现。
１ 几种典型的碳纤维增强热塑性复合材料的性能优势１．１ 碳纤维增强聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）复合材料的性能优势聚醚醚酮刚性高、尺寸稳定性好、线膨胀系数小、能承受极大的应力，不会由于时间的延长而产生明显的延伸，而且其密度小，加工性能好，适用于对精细度要求高的部件。
聚醚醚酮本身就是热塑性树脂中耐热性较好的一种，长期的工作温度甚至能达到250℃，在这样的高温环境下，其力学性能基本不受影响。
不过，碳纤维材料的加入可以进一步提升聚醚醚酮材料的性能，尤其是强度、刚性和耐磨性等方面，对于制品的整体使用寿命也有明显的延长作用。
相关实验证明，碳纤维材料的占比在25%~30%时，以聚醚醚酮为基体的复合材料的耐磨性有显著提高。
另外，使用碳纤维增强的聚醚醚酮复合材料与传统的金属材料相比，至少可以减重70％以上，目前国内主要应用于骨科医疗器械，对耐高温、耐磨性要求较高的高端工业领域来说也是理想的制作材料。
１．２ 碳纤维增强热塑性聚酰亚胺（ＴＰＩ）复合材料的性能优势热塑性聚酰亚胺材料在热稳定性、抗冲击性、抗辐射性和耐溶剂性能等方面都表现突出，在高温、高低压和高速等极端环境下，这种材料展现出优异的耐摩擦耐磨损性能。
采用碳纤维进行增强后，可进一步提高这类材料的应用性能，扩大其应用范围。
PEEK复合材料的性能研究
0 61 10- 6
40 43
1 79 10- 6
26 47
弯曲强度 / MPa
183 17
218 05
注: 1) 以上结果为 4 次测试的平均值
两种 PEEK 复合材料的常规力学性能和摩擦磨损 性能如表 1 所示。从表 1 中可以看出, 黑色 PEEK 复 合材料具有更好的韧性。两种 PEEK 复合材料的摩擦 系数 都 很小, 黑 色 PEEK 复 合 材 料 的 摩擦 系 数 为 0 21, 而灰色 PEEK 复合材料 的摩擦系数只有 0 18; 这是由于其中的固体润滑剂 PTFE 比石墨本身具有更 好的润滑性能所致。另外, 从表 1 还可以看出, 两种 PEEK 复合材料的磨损率都很小; 因为 PEEK 中除添 加有固体润滑剂外, 还添加有其它增强材料如无机纳 米粉末等。
第 30 卷第 4 期
颜红侠 宁 荣昌 黄 英: PEEK 复合材料的性能研究
45
PEEK 复合材料的摩擦系数为 0 21, 黑色 PEEK 复合 材料具有更好的韧性, 两种复合材料主要受粘着磨损 机制控制, 并伴有热塑性流动磨损。
图 1 灰色 PEEK 的 SEM 照片
Fig 1 SEM photo of gray PEEK composite
试验载荷为 196 N, 转速为 200 r/ min, 摩擦时间为 2
h。采用感量为 0. 01 mg 的分析天平称量试样磨损质
量变化, 将其转换为磨损体积损失, 以单位载荷单位
磨损行程内试样的磨损体积损失作为磨损率; 通过测 定摩擦力矩并计算得出摩擦系数, 摩擦系数取值为达
到稳定磨损状态后 1 h 内的平均值。
2 结果与讨论
表 1 两种 PEEK 复合材料和 力学性能和摩擦磨损性能1)
聚醚醚酮(PEEK)材料介绍和应用、发展(精编)
聚醚醚酮（PEEK）材料介绍和应用、发展聚醚醚酮英文名是POLYETHERETHERKETONE（缩写PEEK），作为一种线性芳族半结晶的热塑性塑料，是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一。
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。
1977年英国ICI公司首先成功合成聚醚醚酮PEEK，1978年开始在市场上销售，1982年以VICTREX®（威格斯）牌号销售至今。
经过近30年的发展，VICTREX®已成为牌号最齐全的聚醚醚酮品牌，包括VICTREX®PEEK聚合物、VICOTE™涂料和APTIV™薄膜。
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，并在长春建成了产业化工业装置。
威格斯公司与复合应用领域的多个领先专业伙伴合作，提供由碳、玻璃或聚芳族酰胺连续纤维组成的VICTREX PEEK热塑性塑料复合材料。
这些不同形式的复合材料设计，可以提供最佳的增强纤维浸渍与纤维基材界面，包括干织物、多向织物 (无卷曲纤维) (Non-Crimp Fiber, NCF)、编织物、缆索、单取向带、单取向板材及加固织物或 UD 板等。
PEEK改性研究进展[1]
![PEEK改性研究进展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f5ba9ab665ce0508763213c1.png)
PEEK改性研究进展王喜梅1 齐贵亮1 蔡江涛2 张玉龙1(1.中国兵器工业集团第五三研究所,济南 250031; 2.西安科技大学化学化工学院,西安 710054) 摘要 简要介绍了PEEK的物理、力学性能及其在机械、石油、化工、医药等领域的应用前景,从纤维增强、无机填料填充、与聚合物共混三个方面对聚醚醚酮的改性技术、聚醚醚酮复合材料的成型工艺及性能进行了讨论。
关键词 聚醚醚酮 改性 纤维增强 填充 共混 聚醚醚酮(PEEK)是一种结晶性、不透明、浅茶灰色的芳香族系超耐热型热塑性工程塑料,一般以4,4′2二氟苯酮或4,4′2二氯苯酮与对苯二酚盐或钠盐为原料缩聚而成。
PEEK由于大分子链上含有刚性的苯环、柔性的醚键及提高分子间作用力的羰基,且结构规整,因而具有耐高温、耐化学药品性、耐辐射、强度高、断裂韧性高、易加工等优异性能及线胀系数较小、自身阻燃、摩擦学性能突出、绝缘、耐水解等特点。
因此,其在汽车零部件、半导体、航天、石化、机械、医疗、电子电器等领域得到广泛的应用。
PEEK可与聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PE2 S U)、液晶聚合物(T LCP)、聚醚酰亚胺(PE I)等共混;也可与碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)、晶须等复合增强,形成性能更优越的复合材料;还可填充微米、纳米级无机颗粒,如A l2O3、Cu O等,以期改善其摩擦学性能,同时提高PEEK的刚性、尺寸稳定性及冲击强度等性能,从而进一步扩大其应用范围。
笔者从纤维增强、无机填料填充及与聚合物共混三个方面阐述PEEK的改性研究进展。
1 纤维增强PEEKGF、CF和各种晶须与PEEK有很好的亲和性,可增强PEEK制成高性能的复合材料,提高PEEK的使用温度、模量、强度、尺寸稳定性等。
1.1 PEEK/GF复合材料邓杰等[1]研制了GF增强PEEK复合材料。
成型工艺是先将PEEK预浸带缠绕固定在一板形件模具上,然后再模压成型复合材料。
聚醚醚酮简介介绍
功能化应用研究
针对特定应用需求，对聚醚醚酮进行功能化改性，拓展其在不同领 域的应用范围。
跨学科应用合作
加强与其他学科领域的合作，共同开展聚醚醚酮的应用研究，推动其 在实际生产和生活中的应用。
THANKS
谢谢您的观看
PEEK的高性能和独特性使其在高温、高压、腐 蚀等极端环境下具有不可替代的作用，因此， 在石油、化工、制药等领域的应用前景广阔。
PEEK在3D打印领域的应用逐渐增多，未来有望 实现个性化定制和生产。
未来展望
随着全球经济的发展和技术的不断创 新，PEEK的市场需求将继续保持增长 态势。
PEEK的生物可降解性和环保性将为其 赢得更多的市场份额，成为未来市场 的重要发展方向。
循环利用
聚醚醚酮的回收和循环利 用技术尚不成熟，限制了 其在环保方面的应用。
市场挑战
价格竞争力
聚醚醚酮的生产成本较高，导致其价格相对较高，缺乏市场竞争 力。
替代品的竞争
市场上存在许多价格较低的替代品，对聚醚醚酮的市场份额构成 威胁。
市场需求波动
聚醚醚酮的应用领域相对较窄，市场需求波动较大，不利于市场 的稳定发展。
04
聚醚醚酮的市场前景
市场现状
聚醚醚酮（PEEK）作为一种高性能聚合物，目前 在全球范围内得到了广泛应用。
随着技术的不断进步和市场需求的增长，PEEK市 场呈现出稳步增长的趋势。
在航空航天、汽车、电子、医疗等领域，PEEK展 现出良好的性能和潜力。
发展趋势
随着环保意识的提高，PEEK的生物可降解性成 为研究重点，未来有望实现环保型的生产与应 用。
原料准备包括将单体、催 化剂、引发剂等按照配方 比例混合，确保原料的质 量和纯度。
聚醚醚酮及其复合材料在生物医用领域的应用
聚醚醚酮及其复合材料在生物医用领域的应用宗倩颖;叶霖;张爱英;冯增国【摘要】Application and prospect of polyether ether ketone(PEEK)and its composites in the biomedical field are reviewed. PEEK and its composites,which exhibit high thermal stability and creep resistance,have been used in production of medical equipment. It can be used as implantable material for spinal,trauma and orthopedic applications. thanks to fatigue resistance and penetrating of X-rays. Excellent wear resistance shows great superiority in artificial joint replacement. The stable chemical resistance and potential antimicrobial activity make it play an important role in dental restorations as well. Modification of PEEK and its composites can improve their comprehensive performance,so as to explore further applications in biomedical field.%综述了聚醚醚酮及其复合材料在生物医用领域的应用现状及前景。
聚醚醚酮及其复合材料激光粉末床熔融成形的研究现状与展望
精 密 成 形 工 程第15卷 第11期46 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年11月收稿日期：2023-08-02 Received ：2023-08-02基金项目：国家重点研发计划（2022YFB4600101，2022YFB4600103）Fund ：National Key R&D Program of China (2022YFB4600101, 2022YFB4600103)引文格式：李亚洲, 杨强, 彭瑞龙, 等. 聚醚醚酮及其复合材料激光粉末床熔融成形的研究现状与展望[J]. 精密成形工程, 2023, 15(11): 46-60.LI Ya-zhou, YANG Qiang, PENG Rui-long, et al. Research Status and Prospect of Laser Powder Bed Fusion of Polyethere-therketone and Its Composites[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(11): 46-60. 聚醚醚酮及其复合材料激光粉末床熔融成形的研究现状与展望李亚洲，杨强*，彭瑞龙，王富，李涤尘（西安交通大学 a.机械制造系统工程国家重点实验室 b.机械工程学院，西安 710049） 摘要：聚醚醚酮（PEEK ）及其复合材料因具有优异的力学性能、耐化学腐蚀性及生物相容性而受到广泛关注，然而随着对复杂结构以及个性化PEEK 零件的需求日益增加，传统的注塑成形工艺显然已经难以满足高度复杂化与个性化制造的需求。
激光粉末床熔融（LPBF ）技术为PEEK 及其复合材料的成形制造提供了一种新的方法。
介绍了激光粉末床熔融工艺的基本原理与PEEK 及其复合材料的激光粉末床熔融制备工艺的特点和应用，总结归纳了PEEK 及其复合材料的激光粉末床熔融成形装备的发展状况与性能特点，目前的成形装备在预热温度和激光功率等参数方面已经有了很大的提升，可以保证一定的成形精度，但要形成一套成熟的高精密和大尺寸复杂成形系统仍需进一步的研究。
聚醚醚酮
聚醚醚酮简介产品名称：聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势，耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械和航空等科技特点耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解，抗压，耐腐蚀，其符合材料制作成的机械零件具有自润滑效果。
.耐温、热稳定性佳、超高耐热（较PPS优良）、HDT在315摄氏度以上，UL连续使用温度为250摄氏度。
1：机械特性PEEK是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。
特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美。
2：自润滑性PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。
特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。
3：耐化学药品性(耐腐蚀性)PEEK具有优异的耐化学药品性.在通常的化学药品中，能溶解或者破坏它的只有浓，它的耐腐蚀性与镍钢相近。
4：阻燃性PEEK是非常稳定的聚合物，1.45mm厚的样品，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。
5：耐剥离性PEEK的耐剥离性很好，因此可制成包覆很薄的或电磁线，并可在苛刻条件下使用。
6：耐疲劳性PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。
7：耐辐照性耐高辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。
可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能。
8：耐水解性PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。
应用peek在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。
应用研究PEEK具有优异的性能，其应用的领域还将随着国内应用研究而更加广泛，目前国内专门成立了重庆市九七三新材料研究中心[1]就是专业从事PEEK 在应用领域的研究。
该研究中心是在重庆市各级政府的领导和关怀下成立，致力于在汽车领域、电子电器领域、交通领域等方面的研究，在目前应用研究方面走在了国内的前沿。
聚醚醚酮综述论文
聚醚醚酮的研究进展和发展趋势聚醚醚酮( Polyetheretherketone，简称PEEK)是一种半结晶性芳香族热塑性工程塑料。
由于大分子链上含有刚性的苯环、柔性的醚键及提高分子间作用力的羰基，结构规整，因而具有耐高温、耐化学腐蚀、耐辐射、高强度、高断裂韧性、易加工等优异性能及线胀系数较小、自身阻燃、摩擦学性能突出、耐磨性高、绝缘、耐水解等特点，在汽车零部件、半导体、航天、石化、机械、医疗、电子电器等领域得到广泛的应用。
一、聚醚醚酮简介聚醚醚酮（Polyether ether ketone，PEEK），是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。
PEEK 其重复单元有19个碳原子12个氢原子和三个氧原子链段结构由苯环、醚键、羟基三者按3:2:1构成，具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。
一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。
二、聚醚醚酮的性能特点PEEK（聚醚醚酮的简称）塑胶原料是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。
（1）耐高温：PEEK树脂具有较高的熔点（334℃）和玻璃化转变温度（143℃），连续使用温度为260℃，其30%GF或CF增强牌号的负载热变型温度高达316℃。
（2）机械特性：PEEK塑胶原料树脂具有良好的韧性和刚性，它具备与合金材料媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。
（3）阻燃性：材料的易燃性即从氧、氮混合剂获得高能量点燃后维持燃烧的能力。
测量易燃性的公认标准为UL94，方法是先点燃预定形状的垂直样品，然后测得该材料自动熄灭所用的时间。
PEEK检测结果为V-0，这是阻燃性的最优等级。
聚醚醚酮材料改性、加工与应用
聚醚醚酮材料改性、加工与应用王新宇;阮诗伦;常保宁;林卜阳;方海东【摘要】PEEK and the relevant composites are widely used in aerospace,automotive and medical field due to the perfect performances in thermal,mechanical and other properties. Properties of PEEK can be greatly improved by re⁃inforced modification with inorganic particles,glass fiber,carbon fiber etc. The PEEK and reinforced composites can be processed into different products by extrusion,injection molding and 3D printing,and applied in many engineering fields. This paper mainly reviews the recent investigations of researchers in China and abroad from three aspects which include reinforced modification,processing and application on PEEK.%聚醚醚酮（PEEK）及其复合材料在航空、汽车、医疗等领域具有很大的应用市场。
通过增强改性，聚醚醚酮材料力学、热学等性能得到了很好提升，利用熔融挤出机、注塑成型机以及3D打印机等成型装备，将聚醚醚酮及其复合材料制备成不同类型的产品，以适用不同领域的材料需求。
从聚醚醚酮的改性方法、制品成型制备以及主要应用领域3个方面，简要介绍了近些年国内外学者的研究工作与研究重点。
聚醚醚酮（PEEK）合成研究
醚醚酮，其优点是聚合物的支化、交联等副反应较易控制，但反应条件苛刻，合成工艺复杂，单体价格昂贵，成本高，这也是P E E K 售价昂贵并制约其应用的一大主要原因。
吉林大学张万金、吴忠文课题组对亲核路线进行了多年的研究，并取得了许多重大的成果，合成了耐热等级高，有较好力学性能的P E E K 树脂[23，24]。
第二类工艺采用以二苯醚和间苯二甲酞氯为原料的低温反应制成[25. 261。
其优点是条件温和、原料来源方便，但存在聚合物支化、交联等副反应。
因此，对于采用亲电路线合成，如何有效的控制高分子链支化和交联等副反应，获得高分子量的聚合物，选择反应溶剂尤为重要。
但是目前获得工业化生产的均为第一类工艺过程[27]。
目前，聚醚醚酮的工业化生产工艺流程与生产过程中的溶剂回收如下图所示[28].C O Z第二压滤机C C 》< 】】}}}!!!1}}}C C >>< 】 峭峭ll l }!川 川C C ，峨口口水洗娜图 1.1 P E E K 生产工艺流程F 19.1.1T h e te e h n o lo g ic a l P ro e e ss o f p E E K ’5p ro d u c tio n蒸汽丙酮再循环排出废物结晶器丙酮回收塔N aF川T水溶液立苯飒循环到缩聚反应器中一…川川叶叶叶阵阵黝!!!图 1.2P E E K生产过程中的溶剂回收F i g.l.2S o lv e n i re e o v e r y i n P E E K，s P ro d u eti o n目前，P E E K的生产技术主要掌握在V i ct rex公司，国内生产的P E E K材料存在黑点、凝胶、分子量不均匀以及纯度低等缺点，且产品问题一直没有从根本上得到解决。
目前聚醚醚酮原料每年的销售额在4亿欧元左右，每年以巧%左右的速度增长，主要用于汽车、电子和石油化工领域，这些领域对原料纯度都有很高的要求，国产聚醚醚酮由于质量不高故只能应用于压缩机零部件等一些低端领域。
聚醚醚酮特性及应用
Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ及其复合材料在 ２ ０ ０ ￣ Ｃ 及１ ． ４ Ｍ Ｐ ａ 的蒸汽 条件下机械性能变化检测数据见表 １ 。 测试表 明： Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ聚合物及其复合材料制 品可 在 高温高压蒸汽 中长期连续使用 ， 机械性能基本没
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ７ — ２ ５
中 图分类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ６ ． ５
文献标 志 码 ： Ｅ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ — １ ２ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ６ ０ — ０ ３ 有 变 化 ，最 初 一 段 工 作 时 间 内 力学 性 能反 而会 提 高 ，主要 是 因为 注 塑 过 程 中 Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ零 件 应 力 的 释 放， 及 随着 Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ零 件 温 度 的升 高 ， 相 当于对 Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ 零 件 进行 了热 处理 ， 进 一步 使结 晶度 提 高 。
表 １
聚醚 醚 酮 树 脂 （ Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ树 脂 ） ， 是 在 主链 结 构 中
含 有 一 个 酮 键 和两 个 醚 键 的 重 复 单 元 所 构 成 的高
聚物 ， 属特种高分子材料 。其具有耐高温 、 耐化学药 品腐蚀 等 物理 化学 性 能 ， 密度 １ ． ２ ６ ５ （ 非晶型） ～ １ ． ３ ２ ０
（ 结 晶型 ） ｇ ／ ｃ ｍ ， 冲击 强 度 （ 缺 口） ６ ０ ～ ８ ０ Ｊ ／ ｍ， 断 裂伸 长 率 ≥１ ５ ０ ％， 吸 水性 ≤Ｏ ． １ ％， 体 积 电 阻率 １ ０ １ ６ １ ２・ ｃ ｍ， 弯 曲强度 ≥１ ４ ０ ＭＰ ａ ， 介 电常数 ３ ． ２ ～ ３ ． ３ ， 拉 伸 强度 ≥ ９ ３ ＭＰ ａ ，阻燃性 （ Ｕ Ｌ ９ ４ ） Ｖ一 ０ ，熔 点 ３ ３ ４ ￣ Ｃ，软 化点
聚醚醚酮_碳纤维复合材料热性能和电性能的研究
第37卷第4期2009年4月塑料工业CH I N A P LASTI CS I N DUSTRY3化工材料研究所所级基金(JO804114)作者简介:唐明静,男,主要从事高分子复合材料的研究工作。
etang777@sina 1com材料测试与应用聚醚醚酮/碳纤维复合材料热性能和电性能的研究3唐明静,邓建国,贺江平,罗世凯(中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900) 摘要:通过熔融共混法制备了聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF )复合材料。
采用差示扫描量热分析法(DSC )、扫描电子显微镜(SE M )、动态热机械分析仪(DMA )、微欧计、高阻计等考察了复合材料的热性能和电性能。
结果表明:聚醚醚酮/碳纤维复合材料的熔点比聚醚醚酮高,但是复合材料的结晶度小于聚醚醚酮。
通过SE M 照片、DSC 曲线和DMA 曲线可以证明:聚醚醚酮和碳纤维结合较好,这对复合材料导电性能产生一定影响,即随着碳纤维质量分数增加到10%,复合材料导电性能呈现出逾渗效应,但是逾渗值较高,在经过热处理后,碳纤维含量较高的复合材料电阻率呈现上升趋势,一定碳纤维含量的复合材料表现出明显的PTC 效应。
关键词:聚醚醚酮;碳纤维;热性能;电性能中图分类号:T Q326151 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2009)04-0053-04Study on the Ther ma l Property and Electr i ca l Property of PEEK /CF Co m positesT ANG M ing 2jing,DENG J ian 2guo,HE J iang 2p ing,LUO Shi 2kai(I nstitute of Che m icalM aterials,China Acade my of Engineering Physics,M ianyang 621900,China )Abstract:Polyetherether ket one and carbon fibers (PEEK/CF )compositeswere p repared by melt blend 2ing .The ther mal p r operty and electrical p r operty of PEEK/CF composites was investigated by differentialscanning cal ori m etry (DSC ),scanning electr on m icr oscope (SE M ),dyna m ic mechanical analysis (DMA )and high resistance meter,digital multi m eter .The results showed that,compared with the PEEK,thether mal p r operties of PEEK/CF composite was better,while the crystallinity of PEEK/CF co mposite decreased .It could be see m PEEK had g ood co mpatibility with CF thr ough the SE M phot o,DSC curves and D MA curves .The percolati on threshold of PEEK/CF co mposite waswt 10%,and conductive p r operties of composite materials showed a percolati on effect,but the value percolati on was higher .After heat treating,the resistivity of compos 2ite had more content of CF rise,and had obvi ously positive te mperature coefficient (PT C )effect .Keywords:Polyetherether Ket one (PEEK );Carbon Fiber;Ther mal Pr operty;Electrical Pr operty 高性能树脂如聚醚醚酮(PEEK )的大分子链上含有刚性的苯环、柔顺的醚键及羰基,结构规整,具有优良的机械性能、耐化学腐蚀、耐蠕变、抗辐射、抗疲劳以及显著的热稳定性,是航天、航空和军事尖端技术必不可少的材料[1]。
聚醚醚酮复合材料摩擦磨损性能研究进展
一
定阶段后 ， 摩擦 进入 动态平衡 阶段 ， 摩擦 系数在 一定范 围 内波动 ； 在２ ０ ０ Ｎ 载荷下 ， Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ／ ＧＦ复合 材料 的摩擦系数 随着频率 的增 加而增 大 ， 摩擦 开始 阶段 ， 各频 率条件 下的摩
同时还具 有 良好 的加工 性 ， 易 于注 射成 型 、 挤 出成 型 、 模 压 成型 以及 机械 加工 。作为 聚芳 醚酮 （ Ｐ Ａ Ｅ Ｋ ） 中最 重要 的 品
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｔｒ ｉ ｂ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｗ ｅ ａ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｐｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｋ ｅ ｔ ｏ ｎ ｅ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ
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PEEK聚醚醚酮详解汇总
PEEK聚醚醚酮详解汇总PEEK简介PEEK是由英国帝国化学工业公司公司（ICI）于1978年开发出来的超高性能特种工程塑料，其后杜邦、BASF、日本三井东压化学公司、VICTREX、美国尔特普等也先后开发出类似产品。
其中ICI公司的PEEK已转为VICTREX公司生产。
在中国，由于PEEK优良的性能，被视为战略性国防军工材料，对其研究一直被列入七五-十五国家重点科技攻关项目和“863计划”。
聚醚醚酮是继聚四氟乙烯（PTFE）之后，又一类备受欢迎的耐磨减摩材料。
它与PTFE相比，承载能力和耐磨性能都有很大的提高，可在无润滑。
低速高载下，或在液体、固体粉尘污染等恶劣环境下使用，大大取代传统金属材料的趋势。
PEEK的性能PEEK （聚醚醚酮）具有优秀的综合性能，机械性能好，耐高温，耐化学性能卓越，使之成为最通用的指标单位指标值密度9/cm1.45拉伸强度Mpa92.2断裂伸长率‰50 介电强度Kv/mm190PEEK的基本性能特点：PEEK的分子链中有大量苯环，所以它的耐热性可以和聚酰亚胺匹敌，而两个醚链和一个羰基又为材料提供了柔韧性和优良的工艺性。
其特点归纳如下：➢ 1.耐热性：高耐高温热塑性树脂，熔点334 ℃（与PTFE相似）.PEEK棒聚醚醚酮棒耐高温性能：玻璃化温度高达151C，熔点为348C，经GF或CF填充后，热变形温度高达326C以上，美国UL认可的长期使用温度为260℃➢ 2.柔韧性：目前市售耐高温树脂中名列前茅，优于聚酰亚胺和二苯醚树脂➢ 3.阻燃性：UL940V-0级自燃性，低发烟.PEEK棒聚醚醚酮棒阻燃性和低发烟性：不需要添加其他的阻燃成分即具有阻燃的特性，1.45mm厚度的试样即可以达到UL-94 V0的标准,而且发烟量明显低于其他品种的树脂。
➢ 4.耐药性：只溶于浓硫酸.除了高浓度浓硫酸等强氧化性酸的侵蚀，具有近似于PTFE树脂的耐化学品性，而且在各种化学试剂中能够完整地保留其机械性能，是极为优异的抗腐蚀材料。
聚醚醚酮简介介绍
聚醚醚酮（PEEK）是由醚键和酮键交替连接的高分子聚合物。其生产工艺主要涉及聚合反应，以苯酚、甲醛等原料 在一定条件下进行缩聚反应，得到聚醚醚酮树脂。
分子量控制
分子量及其分布是聚醚醚酮的重要性能指标，通过控制聚合反应条件，可以获得不同分子量和分子量分布的聚醚醚酮 树脂。
加工助剂
为了提高聚醚醚酮的加工性能和制品性能，通常会添加一些加工助剂，如增塑剂、润滑剂等。
环保化
环保意识日益增强，PEEK生产过程中的废弃物处理 和再生利用技术成为研究热点。
复合化
为了满足复杂的应用需求，PEEK与其他材 料的复合化趋势越来越明显，如碳纤维、玻 璃纤维等。
聚醚醚酮的未来发展方向
01
新应用领域
02
增强国内产业链
03
拓展国际市场
随着科技的不断进步，PEEK将有 望在更多领域得到应用，如新能 源、智能制造等。
聚醚醚酮的局限性
成本高
聚醚醚酮的生产成本较高，导致市场价格相对较高。
加工难度大
聚醚醚酮的加工难度较大，需要专用的设备和工艺。
对氧气敏感
聚醚醚酮在高温下对氧气敏感，长时间暴露可能导致 性能下降。
聚醚醚酮的改进方向
降低成本
01
通过改进生产工艺或寻找新的合成方法，以降低聚醚
醚酮的生产成本。
提高加工性能
聚醚醚酮的应用领域
航空航天
聚醚醚酮具有优异的耐高温性能和机械性能，在航空航天领域得到 广泛应用，如飞机零部件、卫星部件等。
汽车制造
由于聚醚醚酮具有出色的耐高温和耐磨性能，被广泛应用于汽车制 造中，如发动机零部件、刹车系统等。
电子电气
聚醚醚酮具有良好的绝缘性能和耐高温性能，在电子电气领域得到 广泛应用，如电线绝缘层、电子元件的包覆材料等。
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展由于聚合物本身具有较低的摩擦系数,优良的机械性能及耐腐蚀性等优点,其基自润滑复合材料具有非常优异的摩擦磨损性能,正在被广泛的应用到减摩领域。
本文综述了聚醚醚酮、聚四氟乙烯及聚酰亚胺等几种高聚物的摩擦磨损特点及其应用,聚合物基自润滑复合材料开展现状。
指出目前聚合物基高性能自润滑材料的制备途径主要是通过聚合物与聚合物共混及添加纤维、晶须等来提高基体的机械强度,通过添加各类固体自润滑剂来提高摩擦性能,有效提高其综合性能。
聚合物基自润滑材料可取代传统金属材料,成为全新的一类耐摩擦磨损材料。
论文:高聚物,复合材料,自润滑材料,摩擦,磨损1、聚醚醚酮(PEEK)1.1 聚醚醚酮(PEEK)的特点聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能热塑性高聚物,具有良好机械性能、抗化学腐蚀性和抗辐射性,显着的热稳定性和耐磨性。
它可以在无润滑、低速高载下或在液体、固体粉尘污染等恶劣环境下使用。
因而关于聚醚醚酮及其复合材料的研究越来越受到人们重视。
聚醚醚酮是一种半晶态热塑性聚合物,为了改善其机械性能,尤其是摩擦学性能,常在其中添加聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)和碳纤维(FC)等材料,也可添加颗粒增强型材料或进行特种外表处理等离子体处理等。
当聚醚醚酮及其复合材料与金属材料相互对磨时,通常在金属外表形成聚合物转移膜,其结构、成分均与原有的聚合物及复合材料不同,其性能、厚度及连续程度均对摩擦副的摩擦学性能有重大影响[4]。
1.2 对聚醚醚酮(PEEK)摩擦性能的研究章明秋等人[5,6]对聚醚醚酮(PEEK)在无润滑滑动条件下磨损产生的磨屑的形态进行研究,结果说明,聚醚醚酮(PEEK)的磨屑具有分形特征,其分形维数与载荷的关系对应于磨损率与载荷的关系,能够反映聚醚醚酮(PEEK)磨损机制的变化。
在给定的试验条件下,随着载荷的增大,聚醚醚酮(PEEK)的磨损机制从粘着磨损为主伴随着疲劳-剥层磨损,进而转变为热塑性流动磨损。
聚醚醚酮改性及在口腔种植领域的应用研究
聚醚醚酮改性及在口腔种植领域的应用研究鲁晨陶璐项闫颜综述周延民赵静辉审校【摘要】聚醚醚酮因具有良好的力学性能和生物相容性,目前已作为生物材料应用于骨科的椎间融合器等方面，与纯钛相比，聚醚醚酮的弹性模量更接近骨组织，近年，较多的学者开始将其应用于口腔种植领域,并进行了大量的改性研究以提高其机械强度和骨结合强度。
本文就聚醚醚酮复合材料改性及在口腔种植领域的应用研究作一综述。
【关键词】聚瞇瞇酮；口腔种植；改性；种植体；基台目前临床常用的钛和钛合金等金属种植体，在应用中显示出了一些问题：由于钛合金牙种植体的弹性模量很高，会引起应力遮挡,从而导致牙周骨丢失［］。
另外,极少数患者对钛牙种植体产生了过敏反应。
钛及钛合金种植体磨损产生的碎屑及离子泄露问题有一定的安全隐患,由于钛种植体颜色较暗，其美观性也有待提高,这些问题给口腔种植医生和牙齿缺失患者造成了一定困扰。
聚醚醚酮（polyetheretherUeWna, PEEK）是一种半晶型芳香族热塑性特种工程塑料，具有耐疲劳、耐酸、耐碱、耐伽玛射线消毒等良好的机械性能和生物力学特性,相比于钛及钛合金,PEEK与骨组织的弹性模量更加接近（表1）。
此外,peek经磨损不易引起炎症反应，核磁共振不产生伪影，因而在临床检测（X射线、CT、MRI）和诊断时不需拆除。
同时,聚醚醚酮的耐高温性、耐磨性、无毒性让它在医疗植入领域应用前景巨大，有望成为一种新兴医用3D 打印材料⑷，还可以制作各类个性化、精确的peek修复体,如嵌体、贴面、全冠、固定桥、全口义齿等［］o在口腔种植领域,peek作为一种生物惰性材料,其表面疏水，成骨效能较低，由于纯peek为一种易修饰和加工改性的高分子材料,peek的改性已经引起越来越多的学者关注,成为近年研究的热点之一，本文就聚醚醚酮改性及其在口腔种植领域的应用研究作一综述。
1聚醚醚酮改性1.1聚瞇瞇酮中复合其他材料基金项目：吉林省发展和改革委员会项目（编号：2919C951-2）；吉林省卫生与健康技术创新项目（编号：2918］72）；吉林省教育厅“十三五”科学技术项目（编号：］］＜1129190996打）；吉林省中医药科技项目（编号：2919936）；吉林省科技发展计划项目（编号：251891611033C,29209493994SF）作者单位：132901长春，吉林大学口腔医院种植中心理想的种植体材料需要具备良好的亲水性，有利于细胞粘附，促进种植体周围骨结合J osseointepra-hox）o通过生物活性材料与PEEK形成复合材料，可以增加种植体的亲水性,促进表面成骨细胞增殖分化,提高种植体的体内稳定性，成为peek生物学性能改性研究的热点。