
其表现为由高的晶化度的线性或近线性的高分子链构成的三维的无规的网络或微晶的基质中混有大量的无规的高分子链的复合材料,具有良好的力学性能和耐用性,如耐热、耐磨、耐化学腐蚀等特性,广泛用作高的热、力、化学的承受性等的工程塑料。但其作为一类特殊的酮基的分子结构却使其在高温下仍能保持优异的机械强度和化学的惰性。由其独特的物理和化学的特性,PEEK已广泛地用作制造各种密封件和垫圈(gasket)等,在要求极为苛刻的工业环境中起到着关键的作用。
目前PEEK价格处于低位,136+8172+4809(V同号)我司有各种品牌、型号、规格的PEEK材料出售,原厂原包,物美价廉,欢迎选购!
1. 关键性能特点
关键属性 说明
其可长期耐高温连续工作的温度可达260℃,甚至可短时耐300℃以上的高温仍能保持良好的强度和刚性
机械强度 拉伸强度约 90–100 MPa,屈服强度约 70 MPa,硬度约 H ≈ 85 (Rockwell)
耐化学腐蚀 对多数酸、碱、油类、溶剂(如酮、醇、酯)几乎不受侵蚀,适用于腐蚀性介质环境
低压缩永久变形 在高压下压缩后恢复率高,压缩永久变形< 0.5 %
采用其本身的润滑性手段,其本体的摩擦系数可约为0.2–0.3,使其能在无油或高温、潮湿的环境中都能实现低的摩擦运行
生物相容性 对组织无毒、无致敏,已获 FDA 认可用于植入式医疗器械
尺寸稳定性 低吸水率(≈ 0.1 %),热膨胀系数约 4.5 × 10⁻⁵ /K,保证密封尺寸的长期保持
2. 常见制造工艺
1. 精密机械加工
- 采用高速铣削或车削,可实现厚度 ≤ 0.2 mm 的薄片垫圈。
- 适用于小批量或定制尺寸的高精度需求。
2. 注塑成型
通过高压的注塑工艺就可一次性地将复杂的几何形状如六边形、螺纹的嵌套等都做成相应的零件。
- 常用于批量生产的标准垫圈形状。
3. 3D 打印(粉末床熔融或丝材熔融)
- 近年已实现 PEEK 的增材制造,可快速迭代设计并实现内部结构(如多孔、加强筋)。
- 适合小批量、功能梯度或特殊形状的垫圈。
4. 复合改性
基于对PEEK基体的合理的改性如加入一定的碳纤维、陶瓷粉或固体润滑剂等,可进一步提高其在高温的刚性、耐磨性或降低其在不同介质下的摩擦系数等,具有更广的应用前景。
通过如自强化的复合PEEK(SRC-PEEK)等在模块化的锥形接头的薄片的垫圈的应用中,我们就可以更好地提高了其在机械的性能上以及对其所带来的的对环境的腐蚀的抗性。
3. 设计与选型要点
但要注意尽量将其工作的最高温度控制在该材料的连续使用的极限(约260℃)以下,否则就必须对其作相应的改性或者加装金属的垫圈等等了。
- 压力等级:在高压(> 10 MPa)系统中,PEEK 垫圈的压缩永久变形仍保持在可接受范围,适用于氢气高压输送、石油化工阀门等。
但当其接触的介质为强酸、强碱或强的溶剂时,PEEK的良好的化学惰性就能有效地避免了其自身的泄漏和材料的腐蚀。
- 尺寸公差:因热膨胀系数低,PEEK 垫圈在温度波动下尺寸变化小,适合对密封间隙要求严格的装配。
通过对其表面的等离子体处理、硅烷的偶联或是对其表面均匀的沉积一层金属的涂层等都可明显的提高其粘附或密封的性能。
4. 典型应用领域
行业 具体场景
航空航天 高温燃气通道、发动机密封、液压系统垫圈
汽车 发动机阀门、燃油泵、排气系统法兰垫
石油化工 高压压阀门、泵密封、管道法兰垫(耐腐蚀、耐高温)
但就其作为氢能基础设施的高压氢储罐、加注阀门的密封件而言,PEEK在氢气的极恶的环境下也表现出极低的渗透率和良好的机械强度等特点,对于今后我国的氢能的发展具有重要的意义
医疗器械 人工关节、脊柱植入物的垫圈、模块化锥形接头的防腐蚀垫片
电子电气 高温电气连接器、真空系统法兰垫(UHV 环境)
精密仪器 超高真空(UHV)阀门、光学系统的密封件
5. 发展趋势与研究热点
1. 功能梯度垫圈:通过 3D 打印实现内部孔隙梯度或材料梯度,以兼顾柔韧性和强度。
2. 表面改性:等离子体、激光刻蚀或金属沉积提升粘附性,满足高压阀门的密封需求。
3. 复合增强:碳纤维或陶瓷填料的加入显著提升刚性和耐磨性,已在航空发动机密封件中试验成功。
借助对回收的PEEK粉末的深入的再利用的闭环工艺的探索,不仅可大大降低了PEEK的原料成本,而且对环境的污染也能起到较好的保护作用.。
6. 小结
借助其出色的耐高温、耐化学腐蚀、超高的机械强度以及低压缩的永久的变形等综合的优良性能,PEEK垫圈已成为高端的密封领域的首选的材料。借助对PEEK的精密的加工、注塑、3D的打印等多种制造的方式,以及对其复合的改性等技术手段,使其能够满足了航空、汽车、石油化工、氢能、医疗等一系列对高性能的严苛的密封性能的需求。基于增材制造和表面功能化的技术不断的 matures,PEEK的垫圈也将在更广阔的高端的应用场景中发挥更大的作用,开辟出更大的市场空间。
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