I.Nhựa PEEK được hình thành như thế nào?
PEEK (polyetheretherketone) là một loại nhựa kỹ thuật hiệu suất cao với khả năng chống chịu hóa chất khắc nghiệt vượt trội , độ bền cơ học và độ ổn định kích thước tuyệt vời. Nó cung cấp khả năng chống thủy phân đối với hơi nước, nước và nước biển. PEEK có khả năng duy trì độ cứng ở nhiệt độ cao và thích hợp để sử dụng liên tục ở nhiệt độ lên đến 338 độ F (170 độ C) . Loại nhựa kỹ thuật này có thành tích đã được kiểm chứng trong các môi trường đầy thách thức như hàng không vũ trụ , dầu khí , chế biến thực phẩm và đồ uống , và chất bán dẫn.
Nhựa PEEK được coi là một vật liệu sinh học vô cùng tiên tiến sử dụng trong mô cấy trị liệu (medical implant), nó thường được sử dụng làm vật liệu bổ sung sợi tương hợp sinh học ví dụ như vật liệu phức hợp của sợi carbon. Ngoài ra, PEEK sợi carbon tăng cường còn có tỉ số giữa độ bền và trọng lượng rất cao (strength - to weight ratio), được xem xét sử dụng trong vật liệu kết cấu hàng không vũ trụ. Do nhựa PEEK có thể làm việc trong phạm vi nhiệt độ tương đối rộng, nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực điện tử, mạch điện học rất lớn.
II. Phương pháp sản xuất công nghiệp
Nhựa PEEK được sản xuất thành công bởi công ty Victrex (Anh) (trước đây là công ty con của công ty vật liệu cao cấp ICI) vào những năm 70 cuối thế kỷ 20, đồng thời được đưa vào sản xuất công nghiệp hóa năm 1987. Phương pháp hợp thành chủ yếu của nó có: công ty Victrex (Anh) đã dựa trên công nghệ hợp thành giữa 4,4'-Dichlorobenzophenone và Hydroquinone; Mitsubishi Nhật Bản sử dụng công nghệ hợp thành giữa diphenyl ether và carbonyl chloride; Gharda Chemicals Ấn Độ chỉ sử dụng công nghệ sản xuất vật liệu đơn thể, hơn nữa giá thành sản xuất thấp hơn so với công ty Victrex. Trung tâm nghiên cứu nhựa đặc biệt dùng trong công trình thuộc trường Đại học Cát Lâm Trung Quốc đã tìm ra được kỹ thuật hợp thành PEEK độc quyền, đồng thời đã xây dựng thiết bị công nghiệp làm mẫu sản nghiệp hóa kỹ thuật cao.
4,4'-Dichlorobenzophenone hoặc 4,4'-Dichlorobenzophenone và muối hydroquinone potassium hoặc muối Na làm nguyên liệu, Phenyl sulfone làm chất hòa tan, dưới điều kiện không có nước tại nhiệt độ 300-3400C tiến hành cô đặc dung dịch, hợp chất cao phân tử thu được thông qua chất khử dùng, khử muối, rửa bằng nước, sau đó tiến hành làm khô chân không ở nhiệt độ 1400C, thu được nhựa PEEK cao phân tử.
III. Đặc điểm, đặc tính của PEEK
- Chịu nhiệt độ cao
Nhựa PEEK có nhiệt độ chuyển biến thủy tinh hóa và điểm nóng chảy tương đối cao (3340C), đây là một trong những lý do nó được tin tưởng sử dụng trong các mục đích có yêu cầu tính chịu nhiệt cao. Nhiệt độ biến thể phụ tải nhiệt của nó cao đến 3160C, nhiệt độ sử dụng liên tục là 2600C.
- Đặc tính cơ học
Nhựa PEEK hội tụ hai đặc tính đó là tính dẻo và tính cứng đồng thời là loại nhựa cân bằng. Đặc biệt là độ bền mỏi của nó đối với ứng suất đổi dấu là vượt trội nhất trong tất cả các loại nhựa khác, có thể sánh với vật liệu hợp kim.
- Tính tự bôi trơn
Nhựa PEEK có đặc tính trượt vượt trội so với các loại nhựa khác, thích hợp sử dụng trong các trường hợp yêu cầu nghiêm ngặt hệ số ma sát thấp và chịu ăn mòn. Đặc biệt sợi carbon, than chì chiếm một tỉ lệ nhất định trong Nhựa PEEK có tính năng bôi trơn rất tốt.
- Tính chịu hóa chất (Tính chống ăn mòn)
Nhựa PEEK có tính năng chịu hóa chất siêu việt, trong các loại hóa chất thông thường, thứ có thể hòa tan hoặc phá vỡ nó chỉ có a xit sun-phu-rit loại mạnh, tính chống ăn mòn của nó gần bằng với thép niken.
- Tính chống cháy
Nhựa PEEK là hợp chất cao phân tử vô cùng ổn định, hàng mẫu có độ dày 1.45mm, không cần thêm bất kỳ chất chống cháy nào cũng có thể đạt đến tiêu chuẩn chống cháy cao nhất. cấp chống cháy từ UL 94V-0 đến HB
- Tính chịu bong tróc
Tính chịu bong tróc của Nhựa PEEK rất tốt, vì vậy có thể chế tạo thành dây điện hoặc dây điện từ bao phủ rất mỏng, đồng thời có thể sử dụng dưới điều kiện khắc nghiệt.
- Tính bền bỉ
Nhựa PEEK có tính bền bỉ tốt nhất trong tất cả các loại nhựa.
- Tính chịu bức xạ
Khả năng chịu bức xạ V rất cao, vượt qua cả polystyrene là loại có tính chịu bức xạ tốt nhất trong các loại nhựa thông thường, có thể làm dây điện tính năng cao có khả năng cách điện tốt ngay cả khi lượng chất bức xạ đạt đến 1100 Mrad.
- Tính chịu thủy phân
Nhựa PEEK và vật liệu phức hợp của nó không chịu ảnh hưởng hóa học bởi nước và hơi nước áp suất cao, các sản phẩm được làm từ vật liệu này dù liên tục sử dụng trong môi trường nước có nhiệt độ áp suất cao vẫn duy trì được đặc tính ưu việt của mình.
IV. Nhựa PEEK được ứng dụng rộng rãi cho các ngành:
- Linh kiện máy móc bán dẫn
- Bộ phận hàng không vũ trụ
- Ống lót, vòng bi, con dấu và vòng dự phòng
- Các thành phần bơm và van
- Tay cầm đũa phép chân không
- Đầu nối điện lỗ xuống
- Bộ phận dụng cụ y tế
- Linh kiện máy móc chế biến thực phẩm
V. Thuộc tính của nhựa PEEK và thông số
- Khối lượng riêng: 1,31g/cm³
- Modul đàn hồi 4.200 MPa
- Nhiệt độ làm việc dài hạn 260°C
- Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 300°C
- Nhiệt độ thấp nhất -40°C
- Hấp thụ độ ẩm thấp
- Kháng hóa chất nổi bật
- Chịu mài mòn cao
- Hoạt động ở nhiệt độ cao
- Tính chất cơ học cao
- Chịu nhiệt độ cao
- Sức chịu tải cơ khí nhiệt độ cao
- kháng nhão vì nhiệt cao
- Độ cứng rất cao
- Chống chịu hóa chất tốt, thậm chí chống lại siêu thủy phân hơi nước nóng
- Tính chất trượt tốt
- Chống hao mòn tốt
- Cách điện tốt
- Sức đề kháng cao với bức xạ gamma
VII. Đặc trưng
- Mật độ 1300 kg/m3
- Môđun đàn hồi (E) 3700 MPa
- Cường độ kéo giãn (σt) 90 MPa
- Độ giãn dài tại điểm gãy 50% Khả năng đập nứt 55 kJ/m2
- Nhiệt độ thủy tinh hóa 130-150 °C and 260-290 ºC
- Nhiệt độ hòa tan ~350 °C
- Hệ số truyền nhiệt (λ) 0.25 W/m.K
- Hệ số giãn dài tuyến tính (α) 1.7 10-5 /K
- Nhiệt dung riêng (c) - kJ/kg.K
- Kích thước: 5-60 x 610 x 2100mm
- Xuất xứ : Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc
- Màu sắc: xám, gray, đen,Màu sắc là màu be hoặc màu trắng gạo, cũng có thể đặt làm màu đen hoặc nhiều màu, lượng đặt làm màu sắc là 500kg.