일반적으로 PEEK로 약칭되는 폴리에테르에테르케톤은 폴리케톤 계열에 속하는 고성능 엔지니어링 열가소성 물질입니다. 기계적, 열적, 화학적 특성이 우수한 것으로 알려져 있습니다.

이러한 특성으로 인해 PEEK는 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 항공우주, 자동차, 의료 및 전자 산업에 사용됩니다.

하지만 다른 내열성 플라스틱과 비교했을 때 이 제품이 독특한 점이 무엇인지 아시나요?

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PEEK의 구조와 그 뒤에 숨은 반응 메커니즘
*다른 내열성 플라스틱의 다양한 PEEK 버전 비교
*적절한 가공 조건 및 사용 가능한 최종 제품

PEEK - 폴리에테르에테르케톤이란?

폴리에테르에테르케톤(PEEK)은 폴리케톤 폴리머(PEK, PEEK, PEEKK, PEKK, PEKEKK) 계열에 속합니다. 이중 PEEK가 가장 널리 사용되고 대규모로 생산된다. 1980년대 초반부터 ICI에 등재되었습니다. PEEK는 완전히 재활용 가능한 플라스틱입니다.
CAS 번호: 29658-26-2
화학명: 폴리(옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌)]
화학식: C 19 H 14 O 3

PEEK
합성 단계적 중합을 통해 PEEK 폴리머를 얻습니다. 비스페놀 염의 디 알킬화를 통해. 이는 4,4'-디플루오로벤조페논 또는 1,4-비스(4-플루오로벤조일)벤젠과 하이드로퀴논의 반응을 포함합니다. 반응은 알칼리 금속 탄산염의 존재 하에서 일어난다. 이어서, 알칼리 금속 불화물 및 중합 용매를 제거하여 중합체를 분리한다.

이 폴리머는 다른 상업용 폴리머 중에서 가장 높은 열 전이를 나타냅니다. 이는 뻣뻣한 방향족 폴리머 백본 때문입니다. 결과적으로 최대 240°C의 온도에서도 사용할 수 있습니다.

일반적인 특성 개요
PEEK는 반결정성 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다.

이 단단하고 불투명한(회색) 소재는 *기계적 특성 의 독특한 조합을 제공합니다 .
* 화학 물질 및 마모에 대한 내성.
*매우 높은 내열성
*굴곡 및 인장 특성과 결합하여 폴리머는 탁월한 크리프 저항성을 나타냅니다. 이 소재는 영구적인 변형 없이 오랜 기간 동안 높은 온도*에서 높은 하중을 견딜 수 있습니다.

이러한 특성 외에도 PEEK는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

*높은 융점(Tm), 343°C
*높은 유리 전이(Tg) 온도, 143°C
*높은 연속 작동 온도, 최대 260°C

이러한 특성으로 인해 PEEK와 그 복합재는 고온 응용 분야에 적합합니다. 여기에는 항공우주, 자동차, 구조, 전기 및 생물의학 응용 분야가 포함됩니다.

폴리머의 높은 가격에도 불구하고 PEEK 소재가 제조된 부품에 가져오는 부가가치는 다음과 같습니다.

* 경량.
*강인함 또는 강인함, 그리고
* 가혹한 환경에서 더 오래 생존할 수 있는 능력.

폴리머는 높은 체적 저항률과 표면 저항률을 나타냅니다. 넓은 온도 범위에서 우수한 절연 특성을 유지합니다. 환경 변화에도 견딜 수 있습니다.

PEEK의 V0 가연성 등급은 1.45mm이고 LOI는 35%입니다. 연기 및 유독가스 발생이 매우 적습니다. 결정화도는 다양한 유체에 대한 탁월한 저항성과 뛰어난 피로 특성을 제공합니다.

PEEK는 모든 일반적인 용매에 용해되지 않습니다. 가수분해되지 않습니다. 눈에 띄는 성능 저하 없이 증기나 가압수에서 수천 시간 동안 사용할 수 있습니다.

PEEK의 추가 특성은 다음과 같습니다.

*낮은 마찰
*우수한 치수 안정성
*우수한 오토클레이브 저항성
*생체 적합성
*긴 수명
*고유의 순도

성능 비교: PEEK 버전 및 기타 고온 저항성 폴리머

순수 대 강화 PEEK 버전

탄소 섬유 강화 PEEK 등급은 탁월한 인장 특성을 제공합니다. 29,000psi의 인장 강도가 달성되었으며 성능은 299°C에서 유지됩니다. 강화 등급은 매우 높은 온도에서 향상된 성능을 제공합니다.

강화 등급은 매우 높은 온도에서 굴곡 탄성률을 증가시킵니다. 유리 및 탄소 강화재도 추가할 수 있습니다.

*크리프 및 피로 저항성,
*열 전도성,
*폴리머의 열변형 온도


PEEK와 다른 고온 저항성 플라스틱의 비교

*PEEK는 우수한 인장 강도, HDT, 작동 온도, 불소중합체와 비교하여 접착력, 가공 및 독성 가스 배출이 우수합니다. 그러나 내약품성, 가격, 인성, UV 내후성이 떨어진다.
* PPS에 비해 PEEK는 내열성, 인성, 유출 저항성이 월등히 우수합니다
. *PEEK는 PES에 비해 온도 성능, 내마모성, 내화학성, 피로 특성이 더 우수합니다.
*PEEK는 일반적으로 다른 폴리머와 혼합되지 않습니다. 그러나 다양한 다른 폴리케톤과 혼합 가능한 혼합물을 형성할 수 있으며 PEI PEEK/PEI 혼합물은 Tg가 높고 PES 및 PPS 혼합물과 호환성이 높습니다.


PEEK의 한계

*까다로운 응용 분야에서는 비용이 많이 듭니다.
*고온 가공
*특정 산(예: 농축산)의 공격을 받습니다. 황산, 질산, 크롬
의 공격을 받습니다. *할로겐 및 나트륨의 공격을 받습니다
. *낮은 UV 저항성

PEEK 폴리머는 어떻게 가공되나요?

폴리에테르에테르케톤은 다음과 같은 전통적인 방법으로 가공됩니다.

*사출 성형.
*압출
*압축성형 등.
단, 성형에 사용되는 가공조건은 결정성 및 기계적 성질에 영향을 미칩니다.

선형 열가소성 수지인 PEEK는 온도 범위(370~420°C)에서 용융 가공이 가능합니다. 폴리에테르에테르케톤 처리 시 부식성 가스가 발생하지 않습니다. 고열가소성 플라스틱의 용융 온도를 효과적으로 모니터링하면 제품 품질이 향상됩니다.
폴리에테르에테르케톤을 처리하기 전에 재료를 150°C에서 3시간 또는 180°C에서 2시간 동안 건조하는 것이 좋습니다. 이는 성형 결함을 방지하기 위한 것입니다. 이는 성형 결함을 방지하기 위한 것입니다.

PEEK 폴리머 가공:
사출 성형
*좋은 결정화를 얻고 변형을 최소화하려면 금형 온도 160~190°C를 권장합니다.
* 200°C에서 후결정화는 가능하지만 높은 치수 안정성이 요구되는 용도에는 권장되지 않습니다.
*PEEK는 치수 공차가 엄격한 매우 작은 부품의 사출에 적합합니다.
*사출 압력: 70-140MPa
*성형 수축률: 비보강 - 1.2-2.4%, 충전 - 0.1-1.1%

압출
*냉각 온도는 결정화도와 특성에 중요한 영향을 미칩니다.
*필름 및 시트 압출의 경우 50°C의 냉각 실린더에서 투명한 비정질 재료가 생성됩니다.
*170°C의 냉각 실린더는 불투명하고 결정성이 높은 재료를 생성합니다.
*오비탈 또는 이중 지향 필름도 압출 공정으로 생산할 수 있습니다.

3D 프린팅
고유한 특성을 지닌 PEEK의 3D 프린팅을 사용하면 다른 기술로는 생산할 수 없는 사실상 모든 복잡한 디자인 형상을 구성할 수 있습니다. Fused Deposition Modeling - FDM(또는 Fused Filament Fabrication - FFF) 방법은 PEEK 필라멘트를 사용하는 3D 프린팅에 사용됩니다.
*노즐 온도: 360-400°C
*히팅 베드: 120°C 아크릴로

니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 같은 다른 일반적인 FFF 재료에 비해 흡습성이 낮기 때문에 FFF에 탁월한 후보입니다.