2. PEEK的基本特性
PEEK是一种半结晶性聚合物,具有优异的机械性能、耐化学性、耐热性(连续使用温度可达260°C)和自润滑性。它的这些特性使其成为高性能工程塑料的佼佼者。然而,PEEK的韧性仍有提升空间,特别是在低温环境下。
3. 增强韧性的方法
为了提高PEEK的韧性,研究者们采取了多种策略:
3.1 物理共混
通过将PEEK与其它弹性体或热塑性塑料共混,可以显著提高其韧性。例如,与聚醚醚酮醇(PEEK-WA)共混可以提高PEEK的冲击强度和断裂伸长率。
3.2 纤维增强
碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)是常用的增强材料。东华大学朱姝副教授团队通过压力诱导流动成型法(PIF)实现了短碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的强韧化,这种方法可以在不牺牲韧性的情况下提高复合材料的强度。
3.3 纳米填充物
纳米尺度的填充物,如碳纳米管(CNTs)和纳米粘土,可以显著提高PEEK的韧性。这些纳米材料的加入可以促进PEEK基体的塑性变形,从而提高材料的韧性。
4. 表面改性
除了直接增强韧性外,PEEK的表面改性也是提高其生物相容性和机械性能的重要手段。例如,通过等离子体处理或激光表面改性,可以提高PEEK的表面能,从而改善其与生物组织的结合能力。
5. 应用前景
增强韧性的PEEK在骨科植入物、航空航天部件和高性能电子设备中具有广阔的应用前景。特别是在骨科植入领域,PEEK的生物相容性和增强后的机械性能使其成为理想的植入材料。
6. 结论
PEEK作为一种高性能工程塑料,通过物理共混、纤维增强和表面改性等方法可以有效提高其韧性。这些改性方法不仅拓宽了PEEK的应用领域,也为高端制造业提供了更多的材料选择。随着材料科学的进步,未来PEEK的改性研究将更加深入,其应用领域也将更加广泛。
聚醚醚酮的增强韧性研究是一个不断发展的领域,随着新材料和新技术的出现,PEEK的性能将得到进一步的提升,以满足不断增长的工业需求。
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