聚醚醚酮的研究现状和市场应用

聚醚醚酮的研究现状和市场应用

特种工程塑料通常指相对通用工程塑料而言性能更加优越、独特，且目前尚未大规模生产，用途相对较窄，塑料长期使用温度均在200℃以上的一些塑料材料，如聚酞亚胺(PI)、聚飒( PSF) ,聚苯硫醚( PPS)、聚醚醚酮( PEED)、液晶聚合物(LCP)和聚醚飒(PES)等。这些材料主要市场是电子、电器、汽车工业、军工产品和压缩机零件等。

聚醚醚酮(PEED)树脂由英国Victrex公司于1977年开发，至今仍由其独家生产经营，其市场销量连续以每年20%的速度增长。Victrex公司基于PEED的垄断地位，2001年净收益增长了37%，达到3230万美元;销售额增长23%，达到10430万美元。面对PEED需求市场的增长，Victrex公司将其原有装置扩能SOOt/a，到2003年10月达到2800t /a,并建设第2套二氟二苯基甲烷(DEDPM)原料装置，同时，拟在3} 4年内再建1套PEED装置。印度Ghar

2003年，世界PEED树脂消费量约为1800t /a,其中欧洲约占48%，美国约占41%，亚太地区约占6%，其他地区约占5%。产品主要应用于包括航空、工业、电子和医学各部门在内的一些领域，其中运输业的消费量约占总消费量的34%，工业方面约占31%，电子领域约占23%，医学领域占6%，其他方面约占6% .

2002年Victre、公司推出了一种耐热新品种PEEDHT。该产品是一种半结晶性聚合物，玻璃化转化温度为157℃，熔点为374 0C，在温度大于300 0C时能保持良好的力学性能及物理性能;可用射出、押出成型机加工成型，可大量生产公差小的零件。PEEDHT树脂以粉末(PEED-HTP22)或粒料(PEEDHT G22)存在，主要用于汽车和航空发动机箱、热交换制件以及深海油田制件等，在某些领域已部分取代了金属和陶瓷。目前，PEED-HT的年销售量已超过100t.

2003年Victrex公司推出了一种硅树脂改性PEED树脂，与标准无填料PEED 树脂相比较，前者的缺口冲击强度(Izod)是后者的2} 3倍，其刚性和抗冲性能接近聚碳酸酷，目前产品已经按吨供应。

日本东京Yamakyu Chain公司开发出一种PEED聚合物，作为生产系统板带链条的材料。该链条需经受250℃的高温，并在无润滑的情况下以200m /min的速度运转，同时要求具备好的耐化学性能及抗静电性能。

2003年荷兰LNP工程塑料有限公司推出了2种PEED复合材料新品种Thermocomp LF-100-12和Thermocomp LF-1006。前者含有60%的玻纤和矿物填料，其抗弯模量为15000M Pa;后者玻纤含量为30% o LF-100-12的价格约比L F-1006低40%左右，但它们的刚度都比较好。

英国Robix公司以塑直径达600PEEK树脂为原料，采用挤出法生产1200mm 的圆形零件。

英国Omnifit Limited公司采用PEEK替代不锈钢，制造出用于色谱仪产品的接插器和配件。该产品在典型色谱柱环境中承受41. 34M Pa的压力，与所替代的不锈钢材料不同，该产品不会干扰分离和提纯工艺，且具有出色的耐化学性能。

Q uudrant工程塑料公司推出一种新品级MertonPEEk GF30，该产品能耐所有的标准消毒方法、高能辐射(a或X射线)和较宽范围内的化学品，经过250次循环消毒后也不会降解。

近期Victrex公司推出了一系列不同用途的PEEk树脂。PEEI}}SOGL30品级采用30%玻纤增强，连续工作温度可以达到300 0C，可用于锅炉检测探测器的密封;用于油田泵密封结合环的PEED树脂不仅在强度上可取代青铜，而且在磨损时具有更好的伸长率。用PEED制备的加压医药反应器阀门衬套的密封性和不渗透性达到ANSI VI级;用于赛车转速分配器齿轮的PEED树脂，耐磨损，连续工作温度可以达到260 0C，比青铜合金齿轮减轻81%的质量。

我国于20世纪80年代进行PEED技术研发，“九五”期间长春吉大高新材料公司完成中试生产，为“十五”期间进行工业设计打下基础。经过近20年的工作，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树脂合成路线，树脂主要性能达到国外同类产品水平，而原料和设备全部立足于国内，降低了生产成本。2002年底，长春吉大高新材料公司投资1亿元建成一期300t /aPEEI}装置，二期SOOt /a PEEK项目又于2003年底建成投产。该公司成为继Victrex公司之后，最先采用本国专利技术商品化生产PEED的公司。我国PEEK 树脂在核电站、飞机、纺织机械、深井采油设备等和其他以塑代钢领域拥有良好的发展前景。据统计，我国仅石化行业所用进口往复式压缩机配套用的PEED阀片，每年进口就达St左右，售价为10} 12元/g。国产PEEK投产后，一些专业厂试制成功国产PEEK阀片，售价仅6元/g，很快取代了进口件。目前国内已经有近40家企业开始采用国产PEEK树脂试制相关的制品。

虽然PEEK树脂在我国已经实现了批量生产, 但与国外公司相比，在应用开发上还存在一些问题。一是在适合不同需要的专用料开发上与国外还有很大差距。仅日本市场，Victrex PLC公司提供的标准牌号PEEK树脂就有10多种，另外还有自润滑、机电用等一些特殊牌号的树脂可供选择，而国产PEEK树脂只有简单的几种牌号。因此，根据不同需要开发多品种专用料，扩大其应用范围将是今后的开发重点。二是国外除了上述不同牌号的粉料、粒料外，还有专门厂家生产各种牌号、规格的管材、棒材、片材等供应市场，而国内由于设备所限还不能生产这些型材，使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。

聚醚醚酮(英文简称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诸多显著优势，如耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等，现分别详述如下:

耐高温 PEEK树脂具有较高的玻璃化转变温度(1430C)和熔点(3340C)，这是它可在有耐热性要求的用途中可靠应用的理由之一。其负载热变型温度高达3160C (30%GF或CF增强牌号)，连续使用温度为260 0C .

机械特性 PEEK树脂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性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美。

自润滑性(耐腐蚀性) PEEK树脂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、聚四氟乙烯各占10%比例混合改性的滑动牌号或30%CF增强牌号等均为具有优异滑动特性的牌号。

耐化学药品性 PEEK树脂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硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近。

阻燃性 PEEK树脂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。

耐剥离性 PEEK树脂的耐剥离性很好，因此可制成包覆很薄的电线或电磁线，并可在苛刻条件下使用。