中國(guó)粉體網(wǎng)訊  PEEK是聚醚酮（PEK）家族中的一員，其中包括聚醚酮（PEK）、PEEK、聚芳醚酮（PAEK）和聚醚酮酮（PEKK）等。PEEK是一種具備半結(jié)晶特性的熱塑性樹(shù)脂，其結(jié)晶度約為25%-35%。PEEK的起源可以追溯到上世紀(jì)70年代，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司（ICI）最先開(kāi)發(fā)出了這種具有優(yōu)異機(jī)械性能的樹(shù)脂材料，并對(duì)其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用和商業(yè)化生產(chǎn)，在本世紀(jì)初，英國(guó)威格斯公司（Victrex）將PEEK業(yè)務(wù)從ICI收購(gòu)，開(kāi)始?jí)艛嗳�球的PEEK生產(chǎn)。我國(guó)的PEEK研發(fā)工作也幾乎是同一時(shí)間開(kāi)展。由于PEEK在軍事裝備領(lǐng)域的巨大作用潛力，加之西方國(guó)家對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖和禁運(yùn)，吉林大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)篳路藍(lán)縷，在PEEK合成領(lǐng)域不斷攻關(guān)，自主研發(fā)、自主生產(chǎn)，經(jīng)歷近20年的攻堅(jiān)克難，成功制備出PEEK等具有優(yōu)異性能的熱塑性樹(shù)脂，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)PEEK的工業(yè)化生產(chǎn)。

近年來(lái)，在我國(guó)出臺(tái)的關(guān)于戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)與新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策文件中，都明確的將PEEK材料及其制品列為重點(diǎn)支持發(fā)展的新材料，主要包括：

（1）聚醚醚酮材料被工信部《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》及其附件《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》列為我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)在航空航天、汽車(chē)工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等領(lǐng)域的重點(diǎn)產(chǎn)品，以及將碳纖維增強(qiáng)PEEK列為我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)在汽車(chē)部件、能源等領(lǐng)域的重點(diǎn)產(chǎn)品。

（2）工信部《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》亦明確列出了PEEK工程塑料，表明PEEK材料屬于《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》及“中國(guó)制造2025”所支持發(fā)展的先進(jìn)化工材料，其在下游領(lǐng)域的應(yīng)用享受“應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制”的政策支持。

PEEK材料特性優(yōu)勢(shì)

耐高溫

美國(guó)UL認(rèn)證長(zhǎng)期使用溫度為260℃。即使溫度高達(dá)到300℃時(shí)，仍可保持較好的機(jī)械性能。

耐磨損

在很多高溫、高載荷、強(qiáng)腐蝕等極其惡劣的應(yīng)用環(huán)境下，PEEK聚合物及其復(fù)合材料都有較好的耐磨損性能。

耐腐蝕

PEEK除發(fā)煙濃硫酸外，幾乎能耐受任何化學(xué)藥品，即使在較高的溫度下，它仍能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性。具有極強(qiáng)耐化學(xué)腐蝕能力，通常用于制造在苛刻環(huán)境條件下工作或需要承受頻繁消毒處理的零件。

高強(qiáng)度

在塑料中具有較好的力學(xué)強(qiáng)度。同時(shí)還具有很高的剛性和表面硬度。

易加工

可以采用注塑成型工藝直接加工出零件�？蛇M(jìn)行車(chē)削、銑、鉆孔、攻絲、粘接及超聲波焊接等后加工。

尺寸穩(wěn)定

溫度、濕度等環(huán)境條件的變化對(duì)PEEK零件的尺寸影響不大，PEEK注塑成型收縮率小，這對(duì)控制PEEK注塑零件的尺寸公差范圍非常有好處，使PEEK零件的尺寸精度比通用塑料高很多。熱膨脹系數(shù)小，隨著溫度的變化（可由環(huán)境溫度的變化或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中摩擦生熱引起），PEEK零件的尺寸變化很小。

PEEK & 低空經(jīng)濟(jì)

無(wú)人機(jī)PEEK材料能替代金屬？

首先從輕量化、平量化的選擇層面看，相對(duì)于鋁合金和不銹鋼等，PEEK的密度較低，兼具剛性和韌性，能夠替代金屬，是實(shí)現(xiàn)輕量化及平量化的極佳解決方案。鋁合金的密度約為2.7g/cm³，遠(yuǎn)低于鋼、鐵等傳統(tǒng)金屬材料；不銹鋼的密度較大，約為7.8g/cm³；而PEEK的密度僅為約1.3g/cm³，具有明顯優(yōu)勢(shì)。

PEEK與傳統(tǒng)合金輕量化對(duì)比 

再?gòu)臋C(jī)械性能來(lái)看，相較于鋁合金和不銹鋼，PEEK具有優(yōu)異的高強(qiáng)度、高硬度和良好的抗沖擊性。鋁合金強(qiáng)度較高塑性好，但受到較大沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形，抗疲勞性相對(duì)較差；不銹鋼硬度比鋁合金高，強(qiáng)度大，但在交變應(yīng)力作用下，疲勞壽命相對(duì)較短；而PEEK具有剛性和柔性，特別是對(duì)交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美，同時(shí)耐磨性和自潤(rùn)滑性能也非常突出。

因此，盡管擁有高強(qiáng)度，但PEEK的密度相對(duì)來(lái)說(shuō)卻相對(duì)較低，保證了無(wú)人機(jī)強(qiáng)度的同時(shí)減輕了機(jī)體重量，提高了飛行性能，又延長(zhǎng)了無(wú)人機(jī)部件的使用壽命，減少維護(hù)成本。這無(wú)疑為無(wú)人機(jī)的發(fā)展提供了可靠的保障和優(yōu)化。

無(wú)人機(jī)PEEK材料的應(yīng)用部件

無(wú)人機(jī)槳葉

PEEK材料在無(wú)人機(jī)螺旋槳葉上的應(yīng)用具有減重降噪、強(qiáng)度高和飛行穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。使用PEEK及短纖維復(fù)合材料后，減重的同時(shí)還可以保持機(jī)身材料的性能優(yōu)異，提高了槳葉自身的強(qiáng)度，動(dòng)態(tài)平衡更好，靜音降噪效果更顯著；相比傳統(tǒng)金屬材料，PEEK具有比強(qiáng)度和比剛度高的特點(diǎn)，飛行過(guò)程中如遇到其他異物的撞擊，槳葉的特殊材質(zhì)會(huì)使槳葉不易損壞，能保持無(wú)人機(jī)的正常飛行；PEEK及其復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和抗振能力強(qiáng)，可以在惡劣環(huán)境下正常使用，槳葉不易因外界環(huán)境而產(chǎn)生形變，使用壽命長(zhǎng)。

PEEK無(wú)人機(jī)槳葉

無(wú)人機(jī)框架：

PEEK材料在無(wú)人機(jī)框架上的應(yīng)用具有輕量化、高強(qiáng)度、耐高溫、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)。PEEK的低密度特性使得無(wú)人機(jī)框架在保持高強(qiáng)度的同時(shí)，重量大幅減輕，提高了無(wú)人機(jī)的飛行性能和續(xù)航能力；PEEK的高強(qiáng)度和高剛性特性，確保無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性；其次PEEK及其復(fù)合材料的抗疲勞性和抗振能力強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)小，在長(zhǎng)時(shí)間飛行或惡劣環(huán)境中，框架不易變形，使用壽命長(zhǎng)。

傳感器和控制系統(tǒng)的外殼

PEEK的耐高溫和耐化學(xué)腐蝕特性，使其能夠保護(hù)傳感器和控制系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下正常工作；PEEK的低密度特性，有助于減輕傳感器和控制系統(tǒng)的重量，提高無(wú)人機(jī)的整體性能。

參考來(lái)源:

李英澤.CF/PEEK復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及摩擦磨損性能研究

工業(yè)和信息化部

上海聯(lián)凈、君華股份、山東君浩

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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