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聚醚醚酮的生产应用及发展前景
时间: 2015-10-10 来源: 未知 作者: 点击:
1. 聚醚醚酮的性能与应用
1.1主要性能特征
聚醚醚酮(PEEK)是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度；另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，醚键越多，其韧性越好。它具有以下性能特征：耐高温，其负载热变型温度高达316℃(30%GF或CF增强牌号)，连续使用温度为260℃；优良的耐疲劳性，可与合金材料媲美；耐化学药品性，它的耐腐蚀性与镍钢相近；自润滑性；阻燃性，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准；易加工性，由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点，可采用注射、挤出、模压和吹塑成型，及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂；耐水解性；耐磨性；耐疲劳性；耐辐照性；耐剥离性；良好的电绝缘性能。
1.2PEEK的应用
(1)航空航天领域
PEEK可以替代铝和其它金属材料制造各种飞机内、外零部件。当飞机发生火灾时，它固有的阻燃性能和极少的烟尘和毒气排放量，降低了火灾的危害。
(2)汽车制造业
PEEK可取代金属作为制造发动机内罩的原材料，用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的电机控制系统、ABS刹车系统和空调系统中被广泛采用。
(3)电子电气领域
PEEK可用作H级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器及电缆、电线等的绝缘或保护层，以及可绕性印刷线路板、载波带(carrier?tape)、(用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆)、耐热耐药品的环型带等。还可用于制造镶嵌插头、高可靠性接插件、电缆插头、电池外壳、IC的封装等。在半导体工业中，PEEK常用来制造电子绝缘膜片以及各种连接器件。
(4)工业领域
在化学工业和其他加工业中，PEEK常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件等。
(5)医疗领域
可制造需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械，如牙科设备、内诊镜、血液透析仪等，并可与肌体有机结合。所以用PEEK代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。
(6)食品加工业
可作为一些高端饮食设备(包括工业用咖啡机)中蒸煮器探针和蒸汽旋塞金属材料的替代材料，如：食品泵的密封、饮料灌装部件、自动蒸馏咖啡机等。
(7)其它领域
PEEK已经可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。可以预见，粉末喷涂工艺在化工防腐、家用电器、电子、机械等领域将有较好的应用前景。
2 聚醚醚酮的合成工艺
PEEK是由英国Victrex公司(以前是ICI高级材料公司的分公司)在20世纪70年代末开发成功，并于1987年投入工业化生产。其主要合成方法有：英国Victrex公司以4,4'-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺；日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺；印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺，且生产成本要比Victrex公司低。我国吉林大学特种工程研究中心开发出了PEEK合成专利技术，并在长春建成了高技术产业化示范工业装置。
英国Victrex公司PEEK合成工艺是以4,4'-二氟二苯酮或4,4'-二氯二苯酮与对苯二酚钾盐或钠盐为原料，二苯砜为溶剂，在无水条件下于300-340℃进行溶液缩聚，得到的聚合物经脱溶剂、去盐、水洗，然后于140℃真空干燥，得到高分子量PEEK树脂。其反应式和工艺流程示意图如下：
4,4'-二氯二苯酮┐
对苯二酚钠盐 ┼→溶液缩聚→脱溶剂→去盐→水洗→干燥→产品
二苯砜 ┘
3国内外生产与市场状况
PEEK由英国Victrex公司开发成功并商品化以来，由于有军用背景，PEEK市场长期被该公司垄断。目前生产厂家除英国Victrex公司外，还有日本三菱化成公司、住友化学公司、美国杜邦公司和印度Gharda化学公司等。Victrex公司经过多次扩建，目前生产能力为2300t/a，并计划新建一座规模相当的生产厂。
PEEK的主要市场是航空航天、汽车制造、电子电器、机械及医疗等领域。目前国际市场上PEEK树脂产量的40%用于汽车工业，先进车型的PEEK树脂用量已达到200g/台。在PEEK的需求中，西欧占55%，美国占35%，亚太占10%。由于亚太地区经济高速发展，Victrex公司正大力进入亚洲市场，预计该公司在未来5年内，将有超过2/3的销售出自亚洲市场。
PEEK自研制出来，一直被有关生产厂家作为一种重要的战略性国防军工材料，对许多国家限制出口。为了满足我国国防事业的发展和民用的急需，吉林大学特种研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成工艺技术，长春吉大高新材料有限责任公司采用该技术建设了500t/aPEEK装置。
在国际市场上，标准级PEEK售价一般为35-40美元/磅，过高的价格限制其应用范围。国产PEEK由于原料和设备全部立足于国内，降低了生产成本，使国产PEEK的市场售价可大幅度低于国际市场现价。国产PEEK投产后，很快实现了替代进口，占领国内市场。不仅为国家节约了大量外汇，还带动了国内PEEK树脂制品行业的发展。
4 发展前景
虽然PEEK树脂在我国实现了批量生产，质量达到国外同类产品水平，且售价大幅度低于国际市场现价，具有一定的出口竞争力。但也要看到，国产PEEK树脂与国外还有很大差距，一是所采用的国产原料与国外原料相比还存在一定差距，国产树脂在纯度和色泽方面还有待进一步提高；二是品种牌号过于单一，还不能生产多品种专用料；三是下游型材加工不配套，不能生产管材、棒材、片材等不同型材供应，市场，使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。
因此，我国PEEK在实现产业化的同时，应密切注视国外研发趋势和动向，加快PEEK的生产与应用研究，或与国外知名企业合作，使我国PEEK产品及早进入国际市场。(end)
1.1主要性能特征
聚醚醚酮(PEEK)是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度；另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，醚键越多，其韧性越好。它具有以下性能特征：耐高温，其负载热变型温度高达316℃(30%GF或CF增强牌号)，连续使用温度为260℃；优良的耐疲劳性，可与合金材料媲美；耐化学药品性，它的耐腐蚀性与镍钢相近；自润滑性；阻燃性，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准；易加工性，由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点，可采用注射、挤出、模压和吹塑成型，及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂；耐水解性；耐磨性；耐疲劳性；耐辐照性；耐剥离性；良好的电绝缘性能。
1.2PEEK的应用
(1)航空航天领域
PEEK可以替代铝和其它金属材料制造各种飞机内、外零部件。当飞机发生火灾时，它固有的阻燃性能和极少的烟尘和毒气排放量，降低了火灾的危害。
(2)汽车制造业
PEEK可取代金属作为制造发动机内罩的原材料，用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的电机控制系统、ABS刹车系统和空调系统中被广泛采用。
(3)电子电气领域
PEEK可用作H级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器及电缆、电线等的绝缘或保护层，以及可绕性印刷线路板、载波带(carrier?tape)、(用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆)、耐热耐药品的环型带等。还可用于制造镶嵌插头、高可靠性接插件、电缆插头、电池外壳、IC的封装等。在半导体工业中，PEEK常用来制造电子绝缘膜片以及各种连接器件。
(4)工业领域
在化学工业和其他加工业中，PEEK常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件等。
(5)医疗领域
可制造需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械，如牙科设备、内诊镜、血液透析仪等，并可与肌体有机结合。所以用PEEK代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。
(6)食品加工业
可作为一些高端饮食设备(包括工业用咖啡机)中蒸煮器探针和蒸汽旋塞金属材料的替代材料，如：食品泵的密封、饮料灌装部件、自动蒸馏咖啡机等。
(7)其它领域
PEEK已经可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。可以预见，粉末喷涂工艺在化工防腐、家用电器、电子、机械等领域将有较好的应用前景。
2 聚醚醚酮的合成工艺
PEEK是由英国Victrex公司(以前是ICI高级材料公司的分公司)在20世纪70年代末开发成功，并于1987年投入工业化生产。其主要合成方法有：英国Victrex公司以4,4'-二氯二苯酮和对苯二酚为原料的合成工艺；日本三菱化成以二苯醚和光气为原料的合成工艺；印度Gharda?Chemicals开发了只使用一种单体原料的生产工艺，且生产成本要比Victrex公司低。我国吉林大学特种工程研究中心开发出了PEEK合成专利技术，并在长春建成了高技术产业化示范工业装置。
英国Victrex公司PEEK合成工艺是以4,4'-二氟二苯酮或4,4'-二氯二苯酮与对苯二酚钾盐或钠盐为原料，二苯砜为溶剂，在无水条件下于300-340℃进行溶液缩聚，得到的聚合物经脱溶剂、去盐、水洗，然后于140℃真空干燥，得到高分子量PEEK树脂。其反应式和工艺流程示意图如下：
4,4'-二氯二苯酮┐
对苯二酚钠盐 ┼→溶液缩聚→脱溶剂→去盐→水洗→干燥→产品
二苯砜 ┘
3国内外生产与市场状况
PEEK由英国Victrex公司开发成功并商品化以来，由于有军用背景，PEEK市场长期被该公司垄断。目前生产厂家除英国Victrex公司外，还有日本三菱化成公司、住友化学公司、美国杜邦公司和印度Gharda化学公司等。Victrex公司经过多次扩建，目前生产能力为2300t/a，并计划新建一座规模相当的生产厂。
PEEK的主要市场是航空航天、汽车制造、电子电器、机械及医疗等领域。目前国际市场上PEEK树脂产量的40%用于汽车工业，先进车型的PEEK树脂用量已达到200g/台。在PEEK的需求中，西欧占55%，美国占35%，亚太占10%。由于亚太地区经济高速发展，Victrex公司正大力进入亚洲市场，预计该公司在未来5年内，将有超过2/3的销售出自亚洲市场。
PEEK自研制出来，一直被有关生产厂家作为一种重要的战略性国防军工材料，对许多国家限制出口。为了满足我国国防事业的发展和民用的急需，吉林大学特种研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成工艺技术，长春吉大高新材料有限责任公司采用该技术建设了500t/aPEEK装置。
在国际市场上，标准级PEEK售价一般为35-40美元/磅，过高的价格限制其应用范围。国产PEEK由于原料和设备全部立足于国内，降低了生产成本，使国产PEEK的市场售价可大幅度低于国际市场现价。国产PEEK投产后，很快实现了替代进口，占领国内市场。不仅为国家节约了大量外汇，还带动了国内PEEK树脂制品行业的发展。
4 发展前景
虽然PEEK树脂在我国实现了批量生产，质量达到国外同类产品水平，且售价大幅度低于国际市场现价，具有一定的出口竞争力。但也要看到，国产PEEK树脂与国外还有很大差距，一是所采用的国产原料与国外原料相比还存在一定差距，国产树脂在纯度和色泽方面还有待进一步提高；二是品种牌号过于单一，还不能生产多品种专用料；三是下游型材加工不配套，不能生产管材、棒材、片材等不同型材供应，市场，使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。
因此，我国PEEK在实现产业化的同时，应密切注视国外研发趋势和动向，加快PEEK的生产与应用研究，或与国外知名企业合作，使我国PEEK产品及早进入国际市场。(end)
