PEEK 是一种工作母机，也许是最接近完美的材料，被广泛应用于各行各业的各种应用中。 它在严酷环境中的耐用性令人印象深刻。 玻璃和碳增强牌号是室温下所有热塑性塑料中强度最高的牌号之一，未填充牌号对包括高压蒸汽在内的一些化学侵蚀性最强的环境具有很强的耐受性。
威格斯股份公司（Victrex PLC）和 ICI（帝国化学工业公司）在 20 世纪 80 年代初首次推出了这种产品，近 40 年来，它的使用范围越来越广。 威格斯股份公司的专利权到期后，包括苏威在内的其他公司于 2000 年代初开始生产 PEEK 树脂，因此今天的最终用户和规范制定者不乏可供选择的 PEEK 树脂牌号。 威格斯品牌的知名度仍然较高，但以苏威公司的 Ketaspire PEEK 为首的其他品牌的销量和市场份额都在逐年增加。 如今，苏威是美国唯一的 PEEK 树脂生产商。
为什么选择 PEEK？
PEEK 是聚醚醚酮（polyether ether ketone）的缩写，除了具有深厚化学背景的人之外，很多人都不太明白。 简单地说，它指的是聚合物的化学结构，尽管大多数聚合物科学家认为 PEEK 属于更广泛的酮聚合物家族，称为聚芳醚酮 (PAEK)。 PAEK 系列包括多种不同的成分，醚基和酮基的比例各不相同，其中最常见的是 PEEK。 无论具体的化学成分如何，聚酮化学结构使 PEEK 能够在多种环境中发挥巨大作用。 是什么原因让 PEEK 成为众多工程应用的天然之选？
威格斯 PEEK
30% 的碳纤维强化等级
Victrex PEEK 450 CA30的配方中含有30%的碳纤维增强材料，在PEEK牌号中具有最高的机械强度和刚度。 PEEK 450 CA30 可耐受反复高压灭菌循环，并能抵抗多种化学物质。 它还符合美国食品和药物管理局（FDA）对直接接触食品应用的要求，并符合航空航天业严格的易燃性和低烟要求，包括 UL 94 V-0。
20% PTFE – 增强级
Victrex PEEK 450 FE20含有20%均匀分散的聚四氟乙烯粉末，因此具有优异的轴承和耐磨性能。 与未填充的 PEEK 相比，它的摩擦系数低 50%，磨损率低 25%，这些都是其用于间歇性衬套和转子的关键因素。 450 FE 20 等级符合美国食品及药物管理局的要求，其成分使密封压力低于未填充和增强等级。
10-10-10 轴承等级
威格斯PEEK 450FC30含有10%的石墨、10%的碳纤维和10%的聚四氟乙烯粉末，在聚酮聚合物中具有最低的磨损和最高的PV值。 这种先进的热塑性塑料不受反复高压灭菌的影响，可用于从可重复使用的医疗器械到直升机部件的衬套和轴承。 它符合美国食品和药物管理局（FDA）对直接接触食品部件的要求，也符合航空航天工业对易燃性和烟雾产生的要求。
基于 PEK 的高温牌号
威格斯 HT 在化学上属于聚醚醚酮 (PEK) 聚合物，与传统的 PEEK 相比，具有更高的玻璃化转变温度 (Tg) 和更强的抗蠕变性。 它还具有更高的拉伸强度和弯曲模量，并能在 30°C 的高温下保持强度。 虽然威格斯 PEK HT 不具备真正的 PEEK 所具有的更广泛的耐化学性和疲劳特性，但它仍可用于许多温度较高的井下应用。
KetaSpire PEEK
虽然两者都符合相同的 Mil-P46183 标准，但索尔维的 KT-820 系列 PEEK 树脂的分子量 (MW) 要高于威格斯 450 系列。 更高的 MW 通常意味着更高的韧性，模量也会相应降低。 在熔融加工过程中，KT-820 树脂较高的 MW 也使 Drake 能够生产较厚的横截面。 除 KT-820 系列外，威格斯还提供了 650 级更高兆瓦级树脂，苏威也提供了更高兆瓦级树脂。 德雷克可根据客户要求提供这两种更高功率的选择。
未填充 PEEK 级
这种未填充牌号具有 PEEK 固有的耐化学性、耐磨性和耐温性的平衡。 纤维增强和轴承牌号经过改良，可用于强度更高和更耐磨的部件，而未填充的 PEEK 也可根据应用要求在这些领域发挥作用。 KetaSpire KT820NT 通过了 NORSOK M-710 认证，可用于井下酸性气体和蒸汽服务，并符合航空易燃性和发烟要求。
30% 玻璃纤维增强等级
KT 820GF30 PEEK 具有 30% 的玻璃纤维增强，与非增强型 PEEK 相比，其强度和刚度都有显著提高。 玻璃纤维成分还能提高应用中的结构性能，在适当的设计和控制下，这些应用的工作温度可远远超过 PEEK 150C/ 302F 的 Tg。 KT820GF30 PEEK 通过了 NORSOK M-710 认证，可用于酸性气体和蒸汽服务，并符合飞机的可燃性和发烟要求。
30% 的碳纤维增强等级
KetaSpire KT 820CF30 中含有 30% 的碳纤维，因此在 PEEK 材料中具有最高的强度和刚度。 这种先进的热塑性塑料可在可重复使用的医疗设备中经受反复高压灭菌，其耐化学腐蚀性已被应用于半导体湿处理领域。 KT820CF30 通过了 NORSOK M-710 认证，可用于井下酸性气体和蒸汽服务，并符合航空易燃性和低烟要求。
高温 PEEK 级
高温 KetaSpire PEEK XT 将 PEEK 的固有性能特性与较高的 36°F (20°C) 玻璃化转变温度 (Tg) 相结合。 其 Tg 也比 Victrex HT PEK 高出 18°F （10°C）。 由于 KetaSpire XT 具有与真正的 PEEK 聚合物相同的醚酮比，因此与 PEK、PAEK 和其他聚酮相比，KetaSpire XT 具有与 PEEK 相同的优异耐化学性和耐疲劳性。
PEEK工业级
德雷克为不需要 Mil-P 46183 和其他规格认证的应用提供工业级 PEEK 棒料。 Drake 工业级 PEEK 产品的定价低于我们的优质产品等级，可与其他注塑、挤压或压缩成型的商用 PEEK 浆料产品竞争。 所有德雷克工业级 PEEK 形状材料都附有德雷克证书，以确认树脂成分和比重范围，但不提供树脂制造商证书。 认证示例
对于需要 Mil-P 46183、ASTM D6262 和其他认证的应用，德雷克可提供由 KetaSpire 和 Victrex PEEK 树脂制成的各种常用牌号和尺寸的库存形状。 这些产品的认证样本： 威格斯产品认证; 苏威 KetaSpire 产品认证
德雷克未增强工业级 PEEK 的物理性能和耐化学性与市面上未填充的 PEEK 相当。 这种材料易于加工，并可长期暴露在蒸汽和热水中。
与未填充的 PEEK 相比，Drake 的工业级轴承和耐磨增强 PEEK 具有更高的 PV 值和更低的磨损率。 其强度、耐温性和耐化学性与未填充的 PEEK 相当。 它也很容易加工成精密零件。 这种工业级树脂含有石墨、碳纤维和聚四氟乙烯各 10%，类似于 Ketron HPV shapes 和 Victrex 450FC30 以及 KetaSpire KT-820 SL30 轴承和磨损级树脂。
德雷克的 GF30 工业级含有 30% 的玻璃纤维增强材料，其机械强度高于未填充的轴承级 PEEK。 德雷克工业级 GF30 PEEK 形状结合了 PEEK 和玻璃的高强度和固有耐化学性，通常用于需要耐化学性和高温强度的机加工绝缘体以及石油和天然气应用。
30% 的碳纤维含量使该配方在德雷克工业级 PEEK 棒料中具有最高的机械强度。 它具有 PEEK 的耐磨性和耐高温性，可长期暴露于蒸汽、热水和各种化学物质中。 在与坚硬的配合表面接触时，它也能很好地用作轴承材料。 可利用该牌号的库存形状制造精密机加工零件。
关于皮克的更多信息
- 优异的热性能 – 未填充的 PEEK 具有高强度和优异的耐高温性能，在温度达到约 650 华氏度时才会熔化。 它的长期使用温度可达近 500 华氏度，短期使用温度更高，远远超出了大多数聚合物的使用范围。 PEEK 的玻璃化温度或软化温度接近 300 华氏度。 这一固有特性可以通过加固和化学改性来弥补。
- 强大的耐化学腐蚀性 –未填充的 PEEK 具有接近 PTFE 的广泛耐化学腐蚀性，但强度却远高于 PTFE，这就是为什么它成为化学加工、石油和天然气公司的首选。 它能承受的化学物质包括大多数酸（氢氟酸和氢溴酸除外）、丙酮、所有醇类、氨、苯、氯、环氧乙烷、甲醛、汽油和大多数燃料、甘油、过氧化氢、硫化氢、甲烷、MEK、二氯甲烷、臭氧、戊烷、碳酸钠、氢氧化钠和甲苯。 而这仅仅是 PEEK 可耐受物质的一小部分。 这种广泛的耐受性是 PEEK 无处不在的主要原因，因为它几乎适用于任何应用。
- 卓越的耐磨性 –在全面耐磨性方面，很少有聚合物能与 PEEK 相媲美。 当然，”磨损 “是一个笼统的术语，需要进一步解释。
磨料磨损指的是由反面的不规则性引起的切削作用。 疲劳磨损是指材料在反复压力和应力作用下产生的变形。 摩擦力是对运动的阻力，虽然它不是 “磨损”，但也是个问题。 PEEK 具有耐磨损和耐疲劳磨损的特性，是一种天然的低摩擦材料。 与聚四氟乙烯（PTFE）石墨和碳纤维合金化的聚醚醚酮（PEEK）在高压高速条件下，甚至在磨损性环境中，磨损率都很低。 如果最大应力和速度较低，未填充的 PEEK 还具有优异的抗疲劳性和良好的耐磨性。 与未填充的 PEEK 相比，填充 20% PTFE 的 PEEK（FE20）摩擦系数更低，磨损率更高。 - 良好的可加工性 –PEEK 易于加工，因此在大批量商业应用中被广泛接受。 PEEK 部件可在配备热流道系统的大批量模具中注塑成型，也可从挤出和注塑成型的材料中加工出来，甚至还可从薄带材或薄膜中冲压和加工出来。 加工高性能热塑性塑料是一项挑战，因为所需形状的可用性往往有限，这意味着制造成本会因不必要的加工碎片和加工时间而增加。 PEEK 的高分子量和熔融稳定性使其能够被挤压成大截面的产品，如 200 毫米以上的棒材、4 英寸以下的板材和 2 英寸厚壁的管材。 有 50 多种不同尺寸的 PEEK 棒材和板材库存，可立即发货。 此外，PEEK 是少数几种高性能热塑性塑料之一，可以承受生产复杂几何形状部件所需的大量机加工，这也是其应用如此广泛的原因之一。
- 生物相容性 –医疗行业一直在寻找可用于人体的材料。 许多聚合物会被人体免疫系统排斥，导致严重的并发症，甚至危及生命。 即使材料被接受，也可能会因磨损和剧烈摩擦而磨损，导致材料碎片脱落，影响生物功能。 PEEK 的强度高、模量大，接近人体骨骼，已被用于脊柱植入和颅骨重建等许多手术中。 PEEK 具有惰性和生物相容性，被认为是化学分析或手术过程中直接接触生物液体的表面和部件的主要候选材料。
机械加工或注塑成型……由您选择制造方式
由于 PEEK 既可以注塑成型，也可以加工成部件，因此对这两种工艺的一些见解值得一提。 首先要明确的是，这两种方法在所有情况下都没有明显的优越性。 工艺选择是项目工程师需要仔细研究的问题，也是应该与部件供应商讨论的问题。
在注塑成型过程中，PEEK 被注塑到一个定制的模腔中，该模腔是复杂工具的一部分，一般成本超过 10,000 美元。 在模具投资合理的情况下，这是制造零件最有效、最快捷的途径。 另一方面，机加工使用的是库存形状和机加工车间，这与大多数金属零件的生产路线如出一辙。 通常情况下，一根 PEEK 棒材只需数百美元就能在几天内加工成衬套或轴承，这意味着其速度和灵活性无与伦比。 挤压形状的特性可提供最高的刚度和最大的韧性，总体而言性能最为可靠。
加工 PEEK 是大多数高精度应用的首选。 这包括生产批量较小（尤其是 5000 件以下的批量）、需要生产较大部件以及韧性和冲击强度是主要优先考虑因素的情况。 简而言之，当部件需要提供出色的机械性能和耐磨性能时，机械加工效果最佳。
同样，这两种工艺也没有明显的优胜者，但在某些情况下，其中一种工艺具有很大的优势。 注塑成型 PEEK 是生产复杂部件（通常单次生产超过 10,000 件）时的最佳选择，因为注塑成型可消除加工时间和浪费，从而尽可能降低单位成本。 当机械加工带来难以克服的几何挑战时，注塑成型也是合适的选择。
PEEK 用于何处？
未填充的 PEEK 在全球的消费量中占主导地位。 PEEK 的耐用性、可用性和可加工性使其成为许多行业在需要高强度和惰性（尤其是在高温下）时的首选材料。 聚合物的新用途层出不穷。 这种聚合物的一些主要用途包括
- 半导体和电子产品– PEEK 能够在高温下保持强度、纯度高并能耐受苛刻的化学物质，因此非常适合半导体和电子产品制造。 PEEK 可以加工成晶圆处理工具和硬件，这在化学清洗过程中尤其有用。 在芯片生产过程中，尤其是在化学机械平面化和蚀刻过程中，未填充的 PEEK 也至关重要。 PEEK 薄膜最大的应用领域之一是手机
- 石油和天然气-在石油和天然气行业，未填充的 PEEK 和玻璃填充的 PEEK 通常被加工成密封件和电气连接器，用作绝缘体和隔离器，以及较软密封材料的加固材料。 PEEK 对蒸汽和侵蚀性井下环境中的化学品具有很强的耐受性，因此是石油和天然气应用领域的理想选择。 下游的 PEEK 阀座和密封件有助于管理石化气体和液体的流动，而不会有化学降解的风险
- 航空航天–PEEK 可用于商用飞机和军用飞机，在这两种情况下，都只能使用可靠耐用的材料。 在航空航天工业中，PEEK 的低发烟性和出色的耐热性证明了它的价值，因为未填充的 PEEK 非常耐热和耐火，可以自熄。 这些特性使其成为航空航天电子设备和热隔离器的理想选择，前者往往需要承受很大的压力，而后者则必须同时应对高热和严寒条件。 450CA30 和 KT820CF30 等碳纤维增强型 PEEK 牌号可提供最大强度和刚度，而不像玻璃纤维增强型 PEEK 牌号那样具有高密度。
- 医疗 —未填充聚醚醚酮的生物相容性问题已经讨论过，正是这种特性使未填充聚醚醚酮可用作植入物，包括脊柱和牙科植入物。 即使是碳纤维增强的聚醚醚酮（PEEK）也能长期保持惰性和稳定性，以至于植入物的寿命超过了病人的寿命。 PEEK 的惰性和稳定性意味着它可以经受反复高压灭菌，因此可用于可重复使用的医疗器械。 此外，PEEK 的放射性透明性也很有价值。 换句话说，PEEK 在无线电成像（包括 CT 和 MRI 扫描以及 X 射线成像）中是不可见的。 由于植入物不会遮挡周围组织的视线，因此这种放射性物质对研究组织生长过程尤为重要。
- 食品和包装–未填充的 PEEK 具有食品级品种，因此可以集成到与食品接触的设备和表面中。 标准应用包括灌装喷嘴、搅拌桨、轴承、衬套和阀门部件，特别是柑橘类水果加工和热灌装机中的部件。 随着加工温度的升高，阀体已从缩醛转变为未填充的 PEEK。 此外，未填充的 PEEK 不受所有就地清洁 (CIP) 溶液的影响。
以上只是 PEEK 应用的一些皮毛。 随着公司追求越来越高的 “使用中 “成本效益，他们通常会求助于 PEEK 来实现这一目标。 PEEK 是当今市场上最常见、用途最广泛的高性能聚合物。
有哪些类型的 PEEK？
未填充的 PEEK 具有无与伦比的化学惰性，符合 FDA 标准，强度最高可达 300°F。 在所有酮基聚合物中，KT820NT 具有优异的机加工性能和清洁度，是加工公差严格的复杂机加工部件或注塑成型部件（如齿轮、卡套以及生命科学和医疗部件）的理想选择。查看有关KT820NT 全面概述的更多信息
碳纤维增强聚醚醚酮 在聚醚醚酮牌号中具有最高的强度和刚度。 尽管单位体积内含有更多的增强材料，但它比玻璃纤维增强材料轻 7%。 它是高负载机加工或模制零件的绝佳选择。更多信息，请参阅450CA30或KT820CF30 全面概述。
与未填充的PEEK 材料相比，玻璃纤维增强型 PEEK 具有更高的强度和刚度，同时还具有优异的电气和热绝缘特性。 它是高负载机加工或模制零件（包括备用密封件和电气连接器体）的绝佳选择。查看有关KT820GF30 全面概述的更多信息
轴承级 PEEK 是 PEEK 材料中磨损率最低的牌号，适用于要求严格的磨损应用。 最常见的等级包含石墨、聚四氟乙烯和碳纤维的组合，最常见的配比是 10-10-10 混合。 这种组合可减少摩擦，提高导电性，从而实现更高的 PV 值和更低的磨损率。查看450FC30或 KT820SL30 或450FE20 填充型 Peek全面概述
高温 PEEK 或 PEK 的化学性质略有不同，是基于聚醚酮 PEK 而不是 PEEK。 PEK 和 PEKEKK 的软化温度高于传统的 PEEK 化学材料。 这一改进使 HT 等基于 PEK 的材料能够在 50°F 的高温下保持强度和刚度，从而扩大了 PEEK 在井下电气连接器中的应用潜力。查看PEEK HT 全面概述
