聚醚酰亚胺 (PEI) 概览
聚醚酰亚胺（PEI）是高性能材料聚酰亚胺家族的一员，该家族还包括聚酰胺酰亚胺（PAI）。 PEI 是一种无定形热塑性塑料，其聚合物结构包括与聚酰亚胺（PI）分子结构的醚（E）连接。 这种改性使 PEI 可以通过注塑和挤压进行熔融加工，而这正是传统聚酰亚胺材料（如 Vespel® PI）的局限所在。
聚醚酰亚胺的基本形态是透明的琥珀色。 其性能特点是强度重量比高，强度保持力高达 200°C (390°F)，具有长期抗热氧化性、良好的电气性能以及固有的耐化学性和阻燃性。 PEI 在长时间暴露于蒸汽和热水后仍能保持其特性，这也是食品加工设备和需要强力清洗或消毒的医疗应用的一大优势。
自推出以来，聚乙烯醇（PEI）牌号不断增加，其中包括几种具有不同玻璃纤维增强等级的牌号，可提高这种高性能热塑性塑料的结构强度。
通用电气公司塑料部于 1982 年以Ultem™PEI商标开发出聚醚酰亚胺并将其商业化。 后来，SABIC Plastics 公司收购了塑料业务，该业务拥有大量聚合物，包括通用电气独有的 Ultem PEI 材料。
PEI 树脂 Grades、供应商
SABIC 仍是 Ultem PEI 树脂的唯一生产商，其位于美国和西班牙的工厂向全球市场供应产品。
从最初的透明材料，Ultem PEI 产品线迅速扩展，以满足多个行业不断增长的应用需求。 还增加了多种标准色和定制色，以满足飞机、医疗和食品相关应用的需要。 Ultem PEI 的不同形式包括可成型和可挤出的颗粒以及涂层粉末，以适应最常见的生产方法和材料应用。 一些造粒成型和挤压牌号还含有添加剂，以改善加工性能。
在高性能改性牌号中，玻璃纤维增强配方尤其广泛用于恶劣环境中的结构应用，PEI 固有的耐高温、耐压蒸汽和耐多种侵蚀性化学品的特性也是其优势所在。
PEI 定型材；DRAKE 的 Ultem 2300 PEI 无缝管材®。
Ultem PEI 的几种未填充和改性 Grades 可随时作为可加工的棒材和板材供应给库存型材行业。 Drake’s 还可根据要求提供这些产品。
在超高性能纤维增强型 PEI 牌号中，使用最广泛的牌号之一是 30% 玻璃纤维增强型 Ultem 2300 PEI。 它也是 Drake Plastics 的主要 PEI 材料，产品有无缝管材® 以及机加工和射出成型零件。 其他 Ultem PEI 的形状和等级可根据要求提供，通常最低订货量不大。
DRAKE 开发的 Ultem 2300 无缝管是一种独特的可机加工结构，与棒材和板材机加工技术支持的管材相比，Ultem 2300 无缝管具有更高的性能。 其无缝结构消除了厚壁挤压热塑性塑料管常见的焊缝问题。 它还能为那些适合用管材而非棒材加工的部件提供极佳的经济性。
Ultem 2300 PEI 性能特点
Ultem 2300 PEI 添加了 30% 的磨制玻璃纤维增强材料，与未填充的 Grades 相比，在极端温度下的刚度和尺寸稳定性有了大幅提高，同时还保持了聚合物固有的性能优势。
Ultem 2300 PEI 在负载条件下的热性能使其在相对较小的超高性能材料家族中占据了适当的位置。 它的玻璃转化温度（Tg）为 215°C (419°F)。 30% 的玻璃纤维增强将其热变形温度提高到 210°C (410°F)，比未增强的 Grades 高出约 10%。 在剧烈温度变化下的尺寸稳定性方面，其流入线性热膨胀系数（CLTE）为 1.1 E-5/°F(1.98 E-5/°C)，可与航空级铝材媲美。
结构强度和稳定性
Ultem PEI 的非增强型牌号在高温和负载条件下具有固有的刚性和稳定性。 添加 30% 的玻璃纤维增强后，Ultem 2300 的结构性能大大提高。 它的弯曲模量为 1,300,000 psi (8,960 MPa)，比未增强的 Ultem PEI 高出两倍半以上，因此 2300 牌号经常被指定用于化学处理应用，这些应用需要承受接近其玻璃化转变温度的高物理负荷。
水解稳定性
与所有 Ultem PEI 牌号一样，Ultem 2300 PEI 在长时间暴露于蒸汽和水中时，其物理性能不会退化。 它的吸湿性低（饱和时的重量比为 0.90%），因此尺寸稳定，非常适合用于需要耐温性、耐化学性、高强度以及在潮湿条件下保持精确尺寸的泵部件和电气连接器。
介电强度高
Ultem PEI 聚合物固有的电气性能也同样适用于玻璃纤维增强的 Ultem 2300。 Ultem 2300 在油中的介电强度为 770 V/mil，在空气中的介电强度为 630 V/mil，因此这种高性能热塑性塑料在电气绝缘和隔离组件中的应用非常广泛。 典型应用包括电气连接器、设备外壳和主体、线圈骨架和接线端子。 Ultem PEI 的基础树脂是市场上所有市售热塑性塑料（无论是半结晶聚合物还是无定形聚合物）中介电强度最高的。
抗环境应力开裂性能
Ultem PEI 具有聚酰亚胺基聚合物结构，因此在耐化学性方面优于许多其他无定形热塑性塑料。 这种高性能热塑性塑料可承受大多数汽车和飞机流体、脂肪族碳氢化合物、酒精、酸和弱水溶液的侵蚀。 由于化学浓度、温度和物理负荷的变化，Ultem PEI 和任何其他材料的所有应用都必须在实际条件下进行测试，以确定材料是否适合使用。
可燃性和烟雾产生
Ultem 2300 PEI 与大多数等级的 PEI 一样，具有固有的阻燃性，无需使用阻燃添加剂。 它的极限氧指数（LOI）为 50%，通过特定厚度的 UL 测试，达到 UL94 V-0 和 94 V5A 等级。 30% 玻纤增强聚乙烯醇（PEI）还能产生低烟，因此可用于飞机的某些结构和电气部件。
性能和成本优势：DRAKE 的 Ultem 2300 PEI 无缝管材® 具有以下优势
Drake Plastics 开发了 Seamless Tube® 工艺技术，以克服重壁挤压管材中与焊缝完整性相关的性能问题。 这种独特的型材配置在机加工零件和部件的性能和成本方面还具有其他一些优势。
强度更高
与棒材加工的管材相比，Drake 的 Ultem 2300 PEI 无缝管具有更高的箍强度。 独立爆破测试表明，无缝管的抗破裂能力是普通管材的两倍，这对于承受高内部或外部压力和负载的部件来说是一个重要因素。
由于无缝管在整个横截面上流动均匀，因此它消除了薄弱的 “焊接 “线，可承受更大的内部或外部径向应力载荷。
提高尺寸稳定性
Drake 的 Ultem 2300 聚乙烯无缝管材的外径和内径线性热膨胀系数 (CLTE) 与树脂供应商的树脂数据表中的内流量值非常接近。 这种一致性源于 DRAKE Plastics 在生产无缝管材方面的专业技术，该管材在整个圆周上的纤维取向均匀一致。
加工过程中更大的公差控制
DRAKE 的加工客户反映，与棒材和板材相比，无缝管的公差控制更好，尤其是圆度和同心度。
用棒材机加工圆柱形零件时，当材料被抽芯制成圆形结构时，其外径会收缩。 这是因为在热塑性棒材的熔融挤出过程中，棒材核心部分的材料冷却速度通常较慢，产生的内应力水平与冷却速度较快的外部部分不同。 核心还 “捆绑 “着棒材的外部区域。 机加工时，芯材与棒材周边的内应力差会导致机加工技术支持变形，形成椭圆形。
DRAKE 的 Ultem 2300 PEI 无缝管材省去了芯材，在加工时整个横截面表现一致。
减少材料损耗和加工时间
使用 Ultem 2300 PEI 无缝管材，无需钻孔，可以快速准确地加工出内径尺寸和公差。 这大大降低了通过抽芯棒材加工圆形结构时的材料损耗。 它还能减少钻孔时间和工具磨损，而使用 Ultem 2300 PEI 等磨蚀性纤维增强材料时，钻孔时间和工具磨损都会非常严重。
快速周转的外径/内径组合
Ultem 2300 PEI 无缝管材适用于石油、天然气和其他行业中的许多维护和修理作业，在这些行业中，快速周转对维持作业至关重要。 Drake 生产大量 Ultem 2300 PEI 无缝管材的外径/内径组合，以实现快速周转。 该尺寸范围还能提高材料和加工效率，这些优势与 Drake 的精益生产理念不谋而合。
Ultem 2300 PEI 无缝管材®的典型应用
- 石油天然气和化学加工设备中的结构部件、环、密封件。
- 热绝缘体；电气绝缘体和隔离器。
- 飞机结构部件、电气连接器、部件和照明外壳。
- 电气连接器块、主体和线圈骨架。
PEI 医疗 Grades
Grades PEI 聚合物的医用等级已根据 ISO 10993 进行了生物相容性预评估。它们为医疗设备制造商提供了不同的加工性、性能和生物相容性选择，适用于射出成型或精密加工应用。所有 Grades 均提供自然色和保健色。
Ultem HU 1000
Ultem HU 1000 是一种医用级 PEI，专为与体液和组织接触长达 24 小时的设备和设备部件而开发。典型的应用是重复使用的手术器械和经过多次灭菌的器械手柄。
Ultem HU-1000 可制成机加工型材，也可制成用于射出成型或熔融挤压的颗粒状。
Ultem HU-1010
Ultem HU-1010 是 Ultem HU 1000 的低熔体粘度版本。其较高的熔体流动性更适用于复杂精密部件或壁很薄的部件的射出成型。HU 1000 和 HU 1010 两种 Grades 的性能相当，符合生物相容性标准，适用于与身体组织和液体接触 24 小时或更短时间的设备。
Ultem HU 1004 PEI
Ultem HU 1004 PEI 符合 ISO 10993 生物相容性协议，适用于与身体内部组织和液体接触长达 29 天的应用。它由 PEI 和另一种聚合物的专有混合物制成，与 Ultem HU 1000 PEI 相比，具有更强的抗冲击性。它还保留了 PEI 聚合物的高度机械特性。候选应用包括透析组件和术后引流设备，这些设备在体内停留的时间最长可达 4 周。
Ultem HU 1040 型材可用于精密加工。该树脂的颗粒状还可用于挤出或射出成型的熔融加工。
Ultem HU 2300
Ultem HU 2300 是一种 30% 玻璃纤维增强的医用级 PEI，符合 ISO 10993 和 USP VI 级标准。它所含的玻璃纤维可为需要与身体内部组织和液体进行短期（最多 24 小时）联系方式的设备提供极高的结构强度。需要注意的是，用这些类型的增强塑料加工型材可能会暴露内部的玻璃纤维。因此，Ultem HU 2300 医疗设备部件通常采用射出成型，正确的工艺条件可使表面富含树脂。
耐消毒
PEI 医用牌号与医疗设施中常用的消毒方法兼容，经过多次循环后，其性能降解和颜色漂移极小。Ultem HU 1004 牌号在 STERRAD NX、100NX 和 AMSCO V-PRO 系统中经过 300 次循环后仍能保持延展性，且颜色漂移极小，这一点尤为突出。