一、聚醚醚酮的性能特点
1. 高强度和高刚性
聚醚醚酮具有极高的强度和刚性,其拉伸强度可达100MPa以上,弯曲强度可达170MPa以上,抗拉强度可达200MPa以上。这使得聚醚醚酮在航空、航天等领域具有很高的应用价值,如制造飞机发动机部件、卫星结构件等。
2. 高温性能
聚醚醚酮的熔融温度高达343°C,长期使用温度可达260°C,短期使用温度可达300°C,且具有良好的耐热老化性能。这使得聚醚醚酮在高温环境下仍能保持良好的力学性能和尺寸稳定性,因此广泛应用于航空航天、汽车制造等行业。
3. 高耐磨性
聚醚醚酮具有优异的耐磨性能,其磨损系数仅为(0.05-0.1)g/100m,远低于一般金属材质。这使得聚醚醚酮在轴承、齿轮等磨损敏感部件中具有很高的应用价值。
4. 高化学稳定性
聚醚醚酮具有极高的化学稳定性,能够抵抗多种化学介质的侵蚀,包括强酸、强碱、有机溶剂等。这使得聚醚醚酮在化工、石油等行业具有广泛的应用前景。
5. 低热膨胀系数
聚醚醚酮的热膨胀系数较低,仅为普通塑料的一半左右。这使得聚醚醚酮在温度变化较大的环境中仍能保持稳定的尺寸和力学性能。
二、聚醚醚酮的生产工艺
聚醚醚酮的生产主要采用溶液聚合法,即将单体分子通过自由基聚合反应生成高分子链。具体生产过程如下:
1. 原料准备:选择合适的单体分子,如二苯甲酰二异氰酸酯(DII)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等作为聚醚醚酮的单体。这些单体需要经过严格的纯化处理,以确保产品质量。
2. 预混:将单体分子与适当的助剂(如润滑剂、稳定剂等)按一定比例混合均匀,形成预混料。
3. 聚合反应:将预混料放入高压釜中,在高温高压条件下进行自由基聚合反应。反应过程中,单体分子之间发生链转移反应,生成高分子链。反应结束后,通过冷却降温、真空抽气等方式去除残留气泡和挥发物,得到聚醚醚酮颗粒。
4. 挤出造粒:将聚醚醚酮颗粒经过挤出机挤出成条状或片状物料,然后通过切粒机将其切割成所需的尺寸和形状。
5. 后处理:对聚醚醚酮颗粒进行干燥、烧结等后处理工艺,以提高其力学性能和加工性能。
三、聚醚醚酮的应用领域
1. 航空航天领域:由于聚醚醚酮具有高强度、高刚性和高温性能,因此广泛应用于航空航天领域,如制造飞机发动机部件、卫星结构件、导弹防热材料等。
2. 汽车制造领域:聚醚醚酮在汽车制造领域的应用主要包括制造高性能零部件、制动系统部件等。由于聚醚醚酮具有优异的耐磨性能和低摩擦系数,因此可以有效降低汽车零部件的磨损和噪音。
3. 电子电器领域:聚醚醚酮在电子电器领域的应用主要包括制造高性能电容器、电缆护套等。由于聚醚醚酮具有优异的电学性能和化学稳定性,因此可以满足各种电子电器设备的高性能要求。
4. 医疗器械领域:聚醚醚酮在医疗器械领域的应用主要包括制造人工关节、牙科种植体等。由于聚醚醚酮具有良好的生物相容性和力学性能,因此可以为患者提供更好的治疗效果和生活质量。
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