Le polyéther éther cétone (PEEK) a été développé pour la première fois par Imperial Chemical (ICI) en 1977 et officiellement vendu sous le nom de VICTREX®PEEK en 1982. En 1993, VICTREX a acquis l'usine de production ICI et est devenue une société indépendante. Weigas propose la gamme de produits poly (éther cétone) la plus large du marché, avec une capacité actuelle de 4 250 T/an. Par ailleurs, la troisième usine de poly (éther cétone) VICTREX® d'une capacité annuelle de 2 900 T sera lancée début 2015, avec une capacité de plus de 7 000 T/a.
Ⅰ. Introduction à la performance
PEEK en tant que produit le plus important du poly (aryl éther cétone), sa structure moléculaire spéciale confère au polymère une résistance à haute température, de bonnes performances mécaniques, une autolubrification, un traitement facile, une résistance à la corrosion chimique, un ignifuge, une résistance au décapage, une résistance aux radiations, une stabilité d'isolation, la résistance à l'hydrolyse et la facilité de traitement, telles que les excellentes performances, sont désormais reconnues comme les meilleurs plastiques techniques thermoplastiques.
1 Résistance aux hautes températures
Les polymères et mélanges VICTREX PEEK ont généralement une température de transition vitreuse de 143 °C, un point de fusion de 343 °C, une température de dénaturation thermique allant jusqu'à 335 °C (ISO75Af, chargé en fibre de carbone) et une température de service continu de 260 °C. C (UL746B, pas de remplissage).
2. Résistance à l'usure
Les matériaux polymères VICTREX PEEK offrent une excellente résistance au frottement et à l'usure, en particulier dans les qualités de friction modifiées résistantes à l'usure, sur une large plage de pressions, de vitesses, de températures et de rugosité des surfaces de contact.
3. Résistance chimique
Le VICTREX PEEK est similaire à l'acier au nickel, offrant une excellente résistance à la corrosion dans la plupart des environnements chimiques, même à haute température.
4. Feu léger et non toxique.
Le matériau polymère VICTREX PEEK est très stable, échantillon de 1,5 mm, qualité ul94-V0 sans ignifuge. La composition et la pureté inhérente de ce matériau lui permettent de produire très peu de fumées et de gaz en cas d'incendie.
5. Résistance à l'hydrolyse
Les polymères et mélanges VICTREX PEEK résistent aux attaques chimiques de l’eau ou de la vapeur à haute pression. Les pièces fabriquées à partir de ce matériau peuvent conserver des niveaux élevés de propriétés mécaniques lorsqu'elles sont utilisées en continu dans l'eau à des températures et des pressions élevées.
6. Excellentes propriétés électriques
VICTREX PEEK offre d’excellentes performances électriques sur une large plage de fréquences et de températures.
De plus, le matériau polymère VICTREX PEEK présente également une grande pureté, une protection de l'environnement, un traitement facile et d'autres caractéristiques.
Ⅱ. Recherche sur l'état de la production
Depuis le développement réussi du PEEK, doté d’excellentes performances, il a été largement favorisé par les gens et est rapidement devenu un nouvel axe de recherche. Une série de modifications et d'améliorations chimiques et physiques du PEEK a encore élargi le champ d'application du PEEK.
1. Modification chimique
La modification chimique consiste à modifier la structure moléculaire et la régularité du polymère en introduisant des groupes fonctionnels spéciaux ou de petites molécules, tels que : modifier la proportion de groupes éther cétone sur la chaîne principale ou introduire d'autres groupes, réticulation ramifiée, groupes de chaîne latérale, copolymérisation en bloc. et copolymérisation aléatoire sur la chaîne principale pour modifier ses propriétés thermiques.
VICTREX®HT™ et VICTREX®ST™ sont respectivement PEK et PEKEKK. Le rapport E/K du VICTREX®HT™ et du VICTREX®ST™ est utilisé pour améliorer la résistance à haute température du polymère.
2. Modification physique
Par rapport à la modification chimique, la modification physique est plus largement utilisée dans la pratique, notamment l'amélioration du remplissage, la modification du mélange et la modification de la surface.
1) Amélioration du rembourrage
Le renfort de remplissage le plus courant est le renfort en fibres, notamment la fibre de verre, le renfort en fibre de carbone et le renfort en fibre d'Arlene. Les résultats expérimentaux montrent que la fibre de verre, la fibre de carbone et la fibre aramide ont une bonne affinité avec le PEEK, elles sont donc souvent sélectionnées comme charge pour améliorer le PEEK, fabriquer des matériaux composites hautes performances et améliorer la résistance et la température de service de la résine PEEK. Hmf-grades est un nouveau composite chargé de fibre de carbone de VICTREX qui offre une résistance à la fatigue, une usinabilité et d'excellentes propriétés mécaniques supérieures par rapport à la série actuelle VICTREX PEEK chargée de fibre de carbone à haute résistance.
Afin de réduire la friction et l'usure, du PTFE, du graphite et d'autres petites particules sont souvent ajoutés pour améliorer le renforcement. Les grades d'usure sont spécialement modifiés et renforcés par VICTREX pour une utilisation dans des environnements à forte usure tels que les roulements.
2) Modification du mélange
Le PEEK se mélange à des matériaux polymères organiques à température de transition vitreuse élevée, ce qui peut non seulement améliorer les propriétés thermiques des composites et réduire les coûts de production, mais également avoir une grande influence sur les propriétés mécaniques.
VICTREX®MAX-Series™ est un mélange de matériau polymère VICTREX PEEK et de résine polyimide thermoplastique (TPI) EXTEM®UH authentique à base de SABIC Innovative Plastics. Les matériaux polymères haute performance MAX Series™ avec une excellente résistance à la chaleur sont conçus pour répondre à la demande croissante de matériaux polymères PEEK plus résistants aux températures élevées.
La série VICTREX® T est un mélange breveté à base de matériau polymère VICTREX PEEK et de polybenzimidazole Celazole® (PBI). Il peut être fondu et peut répondre aux excellentes propriétés requises de résistance, de résistance à l'usure, de dureté, de fluage et thermiques dans les conditions de température élevée les plus exigeantes.
3) Modification des surfaces
Les recherches de VICTREX, menées en collaboration avec Wacker, l'un des principaux producteurs de silicone liquide, ont démontré que le polymère VICTREX PEEK combine les atouts du silicone rigide et flexible avec les propriétés adhésives d'autres plastiques techniques. Le composant PEEK comme insert, recouvert de caoutchouc de silicone liquide ou de technologie de moulage par injection à double composant, peut obtenir une excellente adhérence. La température du moule d'injection VICTREX PEEK est de 180°C. Sa chaleur latente permet un durcissement rapide du caoutchouc silicone, réduisant ainsi le cycle d'injection global. C'est l'avantage de la technologie de moulage par injection à deux composants.
3. L'autre
1) Revêtements VICOTE™
VICTREX a introduit un revêtement à base de PEEK, VICOTE™, pour combler les écarts de performances de nombreuses technologies de revêtement actuelles. Les revêtements VICOTE™ offrent une résistance aux températures élevées, à l'usure, une solidité, une durabilité et une résistance aux rayures ainsi qu'un large éventail d'avantages de haute performance pour les applications exposées à des conditions extrêmes telles que les températures élevées, la corrosion chimique et l'usure, que ce soit dans l'industrie, l'automobile, pièces agroalimentaires, semi-conducteurs, électroniques ou pharmaceutiques. Les revêtements VICOTE™ offrent une durée de vie prolongée, des performances et des fonctionnalités améliorées, un coût global réduit du système et une liberté de conception accrue pour permettre la différenciation des produits.
2) Films APTIV™
Les films APTIV™ offrent une combinaison unique de propriétés et de caractéristiques inhérentes aux polymères VICTREX PEEK, ce qui en fait l'un des films hautes performances les plus polyvalents disponibles. Les nouveaux films APTIV sont polyvalents et adaptés à une variété d'applications, notamment les films vibrants pour haut-parleurs de téléphones portables et haut-parleurs grand public, les gaines d'isolation et d'enroulement des fils et câbles, les convertisseurs de pression et les membranes de capteurs, les surfaces résistantes à l'usure pour les produits industriels et électroniques, les substrats électriques. et feutre isolant pour l'aviation.
Ⅲ, champ d'application
Le PEEK a été largement utilisé dans les domaines de l'aérospatiale, de l'automobile, de l'électronique, de l'énergie, de l'industrie, des semi-conducteurs et du médical depuis son lancement.
1. Aérospatiale
L'aérospatiale est le premier domaine d'application du PEEK. La particularité de l'aérospatiale nécessite un traitement flexible, un faible coût de traitement et des matériaux légers capables de résister à un environnement difficile. Le PEEK pourrait remplacer l’aluminium et d’autres métaux dans les pièces d’avions car il est exceptionnellement résistant, chimiquement inerte et ignifuge, et peut être facilement moulé en pièces avec de très petites tolérances.
À l'intérieur de l'avion, il y a eu des cas réussis de collier de serrage de faisceaux de câbles et de colliers de serrage, de pale de turbine, de poignée de porte de salle des machines, de film de revêtement isolant, de fixation composite, de ceinture de câbles d'attache, de faisceau de câbles, de manchon ondulé, etc. Radôme externe, moyeu de train d'atterrissage couvercle, couvercle de trou d'homme, support de carénage, etc.
La résine PEEK peut également être utilisée pour fabriquer des batteries pour fusées, des boulons, des écrous et des pièces pour moteurs de fusée.
2. Matelas intelligent
À l'heure actuelle, l'industrie automobile exige de plus en plus la double performance du poids du véhicule, la minimisation des coûts et la maximisation des performances du produit, en particulier la recherche du confort et de la stabilité du véhicule, le poids de la climatisation correspondante, des vitres électriques, des airbags et de l'équipement du système de freinage ABS est également croissant. Les avantages de la résine PEEK, tels que de bonnes performances thermodynamiques, une résistance au frottement, une faible densité et un traitement facile, sont utilisés pour fabriquer des pièces automobiles. Bien que le coût de traitement soit considérablement réduit, non seulement le poids peut être réduit jusqu'à 90 %, mais la durée de vie peut également être garantie pendant une longue période. Par conséquent, le PEEK, en remplacement de l’acier inoxydable et du titane, est utilisé pour fabriquer le matériau du capot intérieur du moteur. La fabrication de roulements, joints d'étanchéité, bagues d'embrayage et autres composants automobiles, en plus des applications dans les systèmes de transmission, de freinage et de climatisation, est également nombreuse.
3. Électronique
VICTREX PEEK présente les caractéristiques de résistance aux températures élevées, de résistance à l'usure, de résistance à la corrosion, de faible volatilité, de faible extraction, de faible absorption d'humidité, de protection de l'environnement et de retardateur de flamme, de stabilité de taille, de traitement flexible, etc. Il est largement utilisé dans les ordinateurs, les téléphones mobiles, cartes de circuits imprimés, imprimantes, diodes électroluminescentes, piles, interrupteurs, connecteurs, disques durs et autres appareils électroniques.
4. L'industrie de l'énergie
Le choix des matériaux appropriés est souvent considéré comme l'un des facteurs clés d'un développement réussi dans le secteur de l'énergie et, ces dernières années, le VICTREX PEEK est devenu de plus en plus populaire dans le secteur de l'énergie pour améliorer les performances opérationnelles et réduire le risque de temps d'arrêt associé à la défaillance des composants.
Le VICTREX PEEK est de plus en plus utilisé par l'industrie de l'énergie pour sa haute résistance à la chaleur, sa résistance aux radiations, sa résistance à l'hydrolyse, son autolubrification, sa résistance à la corrosion chimique et ses excellentes performances électriques, telles que les pipelines, les fils et câbles intégrés sous-marins, les connecteurs électriques et les capteurs de fond. , roulements, bagues, engrenages, bagues de support et autres produits. Dans le pétrole et le gaz, l'hydroélectricité, la géothermie, l'énergie éolienne, l'énergie nucléaire et l'énergie solaire sont appliquées.
Les films APTIV™ et les revêtements VICOTE™ sont également largement utilisés dans l'industrie.
5. Autre
Dans l'industrie mécanique, la résine PEEK est couramment utilisée pour fabriquer des vannes de compresseur, des segments de piston, des joints et divers corps de pompes chimiques et pièces de vannes. L'utilisation de cette résine au lieu de l'acier inoxydable pour fabriquer la turbine de la pompe vortex peut évidemment réduire le degré d'usure et le niveau de bruit, et prolonger sa durée de vie. En outre, les connecteurs modernes constituent un autre marché potentiel, car le PEEK répond aux spécifications des matériaux d’assemblage de tuyaux et peut être collé à haute température à l’aide de divers adhésifs.
L'industrie des semi-conducteurs évolue vers des tranches plus grandes, des puces plus petites, des lignes et des largeurs de lignes plus étroites, etc. Le matériau polymère VI CTREx PEEK présente des avantages évidents dans la fabrication de tranches, le traitement frontal, le traitement et l'inspection, ainsi que le traitement final.
Dans l'industrie médicale, la résine PEEK peut résister jusqu'à 3000 cycles d'autoclavage à 134°C, ce qui la rend adaptée à la fabrication de matériel chirurgical et dentaire ayant des exigences de stérilisation élevées nécessitant un usage répété. La résine PEEK peut présenter une résistance mécanique élevée, une bonne résistance aux contraintes et une stabilité à l'hydrolyse dans l'eau chaude, la vapeur, les solvants et les réactifs chimiques, etc. Elle peut être utilisée pour fabriquer une variété de dispositifs médicaux nécessitant une désinfection à la vapeur à haute température. Le PEEK présente non seulement les avantages d'être léger, non toxique et résistant à la corrosion, mais est également le matériau le plus proche du squelette humain, qui peut être organiquement combiné avec le corps. Par conséquent, l’utilisation de résine PEK pour fabriquer du squelette humain au lieu du métal constitue une autre application importante du PEEK dans le domaine médical.
Ⅳ, Perspectives
Parallèlement au développement de la science et de la technologie, les gens seront de plus en plus exigeants en matière de matériaux, en particulier dans le contexte actuel de pénurie d'énergie. Les auteurs de la perte de poids sont que chaque entreprise doit réfléchir à la question, le plastique au lieu de l'acier est une tendance inévitable. du développement de matériaux pour les plastiques techniques spéciaux PEEK, la demande « universelle » sera de plus en plus grande, et le champ d'application sera également de plus en plus large.
Heure de publication : 02-06-22