PEEK

Peek為polyaryletherketone的簡稱,具有酮類及酚的官能基之半結晶型工程塑膠。PEEK 為一種在高溫環境下所使用的工程塑膠,可在260℃下的溫度連續使用,並具有優良的抗化學性、安定性(幾乎不排出有毒氣體及煙霧),優良的電氣性質、機械性質、耐磨耗性,高純度,且加工容易,使其成為可取代傳統金屬合金的超級工程塑膠。PEEK的優良性質,使得它可利用於需抗高溫、耐化學性、電氣性佳的材料。

主要特色

耐化學性

對於一般的化學溶劑,PEEK均不會溶解,而半結晶型(Semi-crystalline)的PEEK,除強酸之外,能抵抗所有的有機與無機液體。

耐高溫性

PEEK的玻璃轉換溫度Tg為143℃而融化溫度為343℃,根據實驗顯示PEEK的熱變形溫度為315℃,並能長期於260℃下的環境使用(RTI=260℃)。

耐燃性與低排煙性

PEEK不需加入防火劑,便能符合V-0(厚度:1.45mm)的耐燃標準;PEEK的排煙量與一般的熱塑性塑膠比較,幾乎沒有氣體溢出。

電氣性

在不同的溫度及壓力下,PEEK依然能保持優良的電氣性。

耐水性

PEEK可在超過250℃的高壓蒸汽環境下長期使用,並且不會有明顯的變化發生。

加工性

PEEK在加工上最大的優點,即是在以射出成型後,不需進行回火處理,便能保持穩定的物性,而PEEK省去韌化所需的處理,使得它具有更高的經濟價值。

性質介紹

 

耐化學性

依PEEK對各種物質的耐化學性質整理如下表 :

強酸類
除氫氟酸、濃硝酸(30%以上)、氫溴酸、濃硫酸(40%以上),均可承受(包含濃鹽酸)
醇類
均可承受
醛與酮類
除MEK於200℃時不能承受外,均可承受
強鹼類
均可承受(包含氫氧化鉀70%)
醚類
均能承受
有機鹵化物
均能承受
碳氫化合物
均能承受
無機試劑
除溴、含水氯氣、氟氣、高熱鈉金屬等均能承受

 

耐磨耗性質

於200℃183m min-1 下之摩擦係數比較(摩擦係數:10-4/ MPa hr m min-1)PEEK(PEEK+SL30%)具備了良好的耐磨耗性質。

 

耐高溫性質


各種產品熱變形溫度(HDT Heat Distortion Temperature的比較,其中PEEKPEEK+CF30與PEEK+GF30具有極高的HDT溫度(近320℃)。

 

耐燃性質與低排煙性質

PEEK同時具有耐燃性及低排煙性,圖中表示PEEK依UL94V0 (厚度1.45mm)所進行之極限氧氣指數測定(Limit Oxygen Index)值,PEEK(450G)僅有35%的長度燃燒,具備了明確的防火性。

 

依 ASTM E662-95標準測試,圖中顯示了PEEK具有極優良的低排氣性(甚至較PTFE(鐵氟龍)為低),因此特別適用於化學性敏感物質的載體(如晶圓)。

電氣性質

PEEK具有超強的電阻性質(Volume Resistance ) ,下表為PEEK之Volume Resistance。

Temp(℃) 23 140 200
Volume ResistivityΩm 1.5*1014 1.0*1013 5.0*109

 

下表為PEEK之表面電阻(Surface Resistivity)

Material PEEK Polyimide PTFE PET
Surface Resistivity
(Ω)
2.0*1016 1.0*1016 1.0*1016 0.9*1016

 

耐水性質

下表中顯示了PEEK於200℃之水蒸氣下連續暴露後物性的改變情形 ,由表中可知,PEEK長時間暴露於高溫水氣下並不會對物性產生明顯的影響。

性質 對應標準 75hr 350hr 1000hr 2000hr 2500hr
拉應力Mpa ISO 527 99 97 97 97 97
變形力Mpa ISOR178 162 165 159 169 156
最大伸長率% ISO527 15 15 12 7 9

應用

電氣絕緣體與外殼

PEEK的性質非常穩定,經長時間使用後亦不易改變,在嚴苛的環境下均能保持原物性,且具優良的絕緣性、機械強度與耐溫性(熔點:343℃),因此可適用於航太工業、醫療、研究器材等。

電子連接器

做為電子連接器的扇面,由於PEEK具有優良的電氣性、耐溫性及耐化學性,可取代傳統PAI材料,並符合北約組織(NATO)之規範(American Connector Standard MIL-O-26482)。

半導體載體

半導體的製造與運輸過程均非常精密,且需避免各種化學物質的污染,PEEK在抗化學性上的優異表現,恰可取代傳統PTFE的載體,在加上PEEK的低排煙性、尺寸安定性與優良的機械強度,將可保障晶圓的安全。

電線包覆材料

傳統的PVC材質電線,其耐溫及抗老化性僅能適用於一般用途,PEEK具有優異的耐溫性(超過200℃)、抗化學性病不會釋放化學物質,可作為精密器材、航太工業及耐溫導線之用。

汽車轉軸與墊片

PEEK具有耐磨耗性、可射出性,適當的機械強度與耐溫性,可使用在汽車的轉軸與高溫墊片上。

避震器承軸與發電機外殼

由於PEEK的物性非常安定且耐磨耗性佳,經長久使用後仍不變形,因此可使用於避震器 。PEEK的絕緣性佳,可避免電磁波的干擾,因此可做為馬達的外殼