Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. PEEKK (ПЭЭКК)

По своим свойствам PEEKK чем-то похож на полиоксиметилен и ПЭТФ, однако полиэфирэфиркетонкетоны обладают значительно лучшими механическими свойствами и исключительной термостойкостью. К дополнительным преимуществам этой группы материалов из семейства полиарилэфиркетонов (PAEK) отнесём такие свойства, как высокая прочность и жёсткость, хорошая химическая стойкость, высокая радиационная стойкость, рентгенопроницаемость, биосовместимость, а также этот материал является антипиреном (не поддерживает горения), имеет низкий коэффициент шереховатости и очень слабое истирание. Единственным недостатком ПЭЭКК является его очень высокая цена. Тем не менее, благодаря исключительным механическим, термическим и химическим свойствам, этот материал достаточно активно используется для изготовления функциональных деталей и узлов для авиастроения, электроники и медицинской техники. Из него также выполняют рабочие колёса насосов, подшипники с высокой степенью скольжения, тепловые экраны и зубчатые передачи.

Такой материал, как PEKEKK (ПЭКЭКК или полиэфиркетонэфиркетонкетон), чаще всего используется для изготовления хирургических имплантатов, а также в тех отраслях, где требуется высокая термостойкость с одновременной механической прочностью. Это возможно благодаря тому, что PEKEKK имеет превосходные термомеханические характеристики. Материал можно определить, как высокотемпературный полукристаллический термопласт. Благодаря высокой температуре стеклования можно наблюдать отличные механические свойства, даже когда деталь подвергается тепловым нагрузкам. Кроме того, материал PEKEKK также удовлетворяет требованиям в отношении технологичности, чистоты и химической стойкости. По сравнению с PEEK и PEK (полиэфирэфиркетоном и полиэфиркетоном соответственно) расплав, температура стеклования и общие уровни прочности PEKEKK заметно выше, как и механическая нагрузочная способность. Обработанные детали, изготовленные из PEKEKK, часто сочетают в себе лучшую прочность и жесткость, а также более высокую прочность на изгиб и выгоды от более высокой температуры теплового отклонения.

Наконец, первичный материал этой группы, называемый PAEK (полиарилэфиркетон) или PEK (полиэфиркетон), обладает следующими свойствами. Он представляет собой полукристаллический высокопроизводительный инженерный термопласт, обладающий уникальным сочетанием термостойкости, химической стойкости и превосходных механических свойств в широком диапазоне температур. Этот класс полимеров также обладает хорошей устойчивостью к сгоранию и хорошими электрическими характеристиками. Высокая термическая стабильность обеспечивается группами дифениленкетона, которые придают высокую прочность и высокую устойчивость к окислению, но делают полимер жестким. Гибкость в основной цепи полимера обеспечивается эфирными связями, которые также повышают термостабильность. Некоторые типы, такие как PEEK, чрезвычайно прочны и имеют очень высокую ударную вязкость. Из-за полукристаллической природы этих полимеров высокая степень механических свойств сохраняется вблизи их температуры плавления. Они также имеют очень низкую склонность к ползучести и хорошие свойства по гладкости и износостойкости. Эти свойства сохраняются в широком диапазоне температур.

Полиэфиркетоны известны своей превосходной химической стойкостью ко многим органическим и неорганическим химическим веществам и исключительно хорошей устойчивостью к гидролизу в горячей воде. Тем не менее, они проявляют плохую или только умеренную устойчивость к атмосферным воздействиям из-за повреждений, вызванных ультрафиолетовым излучением, в то время как их устойчивость к бета, гамма и рентгеновскому излучению является хорошей. Некоторые сорта ПАЭК обладают хорошей устойчивостью к сгоранию, а при сгорании выделяют меньше токсичных и едких газов, чем многие другие высокоэффективные полимеры. Большинство сортов могут быть изготовлены обычными методами термопластичной обработки, такими как экструзия и прессование. ПЭК могут также использоваться в качестве матричных смол для высокоэффективных армированных композитов.

ПАЭК и полиэфирсульфоны часто используются в аналогичных областях. Тем не менее, ПАЭК имеют лучшую стойкость к растворителям, чем полиэфирсульфоны, потому что они полукристаллические, в отличие от аморфных полиэфирсульфонов, что делает их более склонными к воздействию растворителей. А превосходная стойкость к растворителям может быть критическим фактором во многих требовательных применениях. Как и полиэфирсульфоны, полиэфиркетоны обычно не подвергаются воздействию (морской) воды или пара, что делает их идеальными кандидатами для использования в таких областях, как медицинские компоненты, подводное оборудование и детали клапанов и другой трубопроводной арматуры.

Благодаря хорошей износостойкости и механическим свойствам, в том числе высокой жесткости и долговременным свойствам ползучести и усталости, механические детали, изготовленные из ПАЭК, могут заменить сталь во многих областях применения. Примерами являются высокоскоростные роторы, сложные вкладыши подшипников, колпаки шасси самолетов и аэрокосмические P-образные зажимы. Благодаря своей полукристаллической природе, ПАЭК сохраняют высокую степень своих механических свойств, близкую к температуре плавления. Некоторые PAEK имеют номинальную температуру рабочей среды более +250 °C (+480 °F). На этом мы завершаем обзор материалов из группы полиарилэфиркетонов и переходим к описанию других термопластов.