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 :
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) | |
均可承受 | |
除MEK於200℃時不能承受外,均可承受 | |
均可承受(包含氫氧化鉀70%) | |
均能承受 | |
均能承受 | |
均能承受 | |
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