特种功能塑料聚醚醚酮的合成与性能研究已修改
聚醚醚酮复合材料的研究进展
第37卷第3期2009年3月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S V ol 137N o 13#37#作者简介:李跃文(1965),男,硕士,副教授,湖南科技职业学院实训中心主任,主要从事教学与科研工作,主要研究方向:聚合物基复合材料。
聚醚醚酮复合材料的研究进展李跃文(湖南科技职业学院,长沙410004)摘 要 复合改性是进一步提高聚醚醚酮(PEEK)使用性能、扩展其应用领域的重要途径。
本文综述了PEEK 在热机械性能、摩擦学性能等方面的复合改性研究进展,以及PEEK 复合材料在生物假体材料领域、磺化PEEK 复合材料在质子交换膜领域的应用研究进展。
关键词 PEEK 复合材料,热机械性能,摩擦学性能,生物假体材料,质子交换膜Advances in poly(ether ether ketone)-based compositesLi Yuew en(H unan Vocational Co lleg e of Science &Technolog y,Changsha 410004)Abstract Compounding is impo rtant approach by w hich the perfor mance o f PEEK is improv ed and the applicatio ndo main o f PEEK is ex tended.T he research prog ress on impro vement o f the therma-l mechanical pr operties and tr ibolog ical pr operties o f PEEK by compounding was rev iewed.T he st udy advances about t hat P EEK composites was used as bioco m -patible pr osthesis materials and that SPEEK co mpo sites w as used as pro ton ex chang e membr ane mater ials w as summa -r ized.Key words PEEK co mpo site,ther ma-l mechanical pr operty ,tr ibolog ical pro per ty,biocompatible pr osthesis mate -r ial,pro ton exchange membrane航空、航天、汽车、机械、医疗等领域技术的飞速发展对应用于这些领域的特种工程塑料性能提出了越来越高的要求,对现有特种工程塑料进行复合改性是满足这种要求的有效途径。
聚醚醚酮分析
聚醚醚酮聚醚醚酮树脂（Polyether Ether Ketone，简称PEEK树脂）是由4，4‘-二氟二苯甲酮与对苯二酚在碱金属碳酸盐存在下，以二苯砜作溶剂进行缩合反应制得的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料。
它属耐高温热塑性塑料，具有较高的玻璃化转变温度（143℃）和熔点（334℃），负载热变型温度高达316℃（30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号），可在250℃下长期使用，与其他耐高温塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比，使用温度上限高出近50℃；PEEK树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异，而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性；PEEK树脂在高温下能保持较高的强度，它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右，在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12～13MPa；PEEK树脂的刚性较大，尺寸稳定性较好，线胀系数较小，非常接近于金属铝材料；具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，只有浓硫酸能溶解或者破坏它，它的耐腐蚀性与镍钢相近，同时其自身具有阻燃性，在火焰条件下释放烟和有毒气体少，抗辐射能力强；PEEK树脂的韧性好，对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美；PEEK树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数；PEEK树脂易于挤出和注射成型，加工性能优异，成型效率较高。
此外，PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能，使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。
PEEK是一种高端的特种工程塑料。
它有好多有点，比如：•蠕变量低。
•弹性模量高。
•优异的摩擦性能。
•特别耐磨。
•抵抗各种介质的侵蚀，符合FDA认证，无毒。
•非常优异的耐化学性。
•阻燃。
聚醚醚酮与聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI),聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP）一起被成为5大特种工程塑料。
聚醚醚酮(PEEK)纤维与阻燃涤纶交织织物的制备及性能研究
聚醚醚酮（PEEK）纤维与阻燃涤纶交织织物的制备及性能研究作者：胡加卓林丽丽朱伟航来源：《科技创新导报》2017年第14期DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.14.136摘要：采用新型高性能聚醚醚酮纤维与阻燃涤纶进行交织获得功能织物。
对织物的透气性、拉伸强力、耐磨性进行测试。
实验表明，获得的新型织物在透气性、拉伸性和耐磨性能上，都具备了可应用的特性。
聚醚醚酮纤维作为一种性能优异的高性能纤维，由于目前处于开发阶段，成本较高，限制了广泛应用。
与阻燃涤纶交织，在满足性能需求的情况下，可以降低纯聚醚醚酮织物的成本，拓宽聚醚醚酮纤维的应用领域。
关键词：聚醚醚酮（PEEK）纤维阻燃涤纶织物性能中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0136-02聚醚醚酮是一种半结晶性热塑性耐高温树脂，熔点为 343 ℃，可在260 ℃长期使用。
PEEK具有高强度和模量，抗冲击和韧性好，是韧性和刚性兼备平衡的材料。
其具有优异的耐化学药品性，除了浓硫酸外，几乎不溶于其他任何酸碱或有机溶剂，它的耐腐蚀性与镍钢相近。
聚醚醚酮纤维保持了原有树脂优异的特性，拉伸强度 400～700 MPa，伸长率20%～40%，模量3～6 GPa，熔点 334 ℃～343 ℃，长期使用温度250 ℃。
聚醚醚酮纤维还具有优良的抗水解性，在高温水或高温蒸汽中仍能保持其优良的性能。
除浓硫酸外其他化学试剂很难对其造成腐蚀，且在碱性环境下可长期保持纤维各项性能的稳定。
目前，聚醚醚酮织物正在研发中，其优异的耐腐蚀、耐高温、耐辐照及力学性能远远高于传统织物，为其在特殊环境下使用提供了广阔前景。
PEEK纤维虽然具有极大应用潜质，但目前成本较高，在一定程度上阻碍了PEEK纤维的应用。
阻燃涤纶作为一种常见的阻燃纤维，其成本较低，纤维性能相对较好。
此研究将PEEK 与阻燃涤纶交织成不同组织结构的织物，并对其性能进行测试。
聚醚醚酮化学结构
聚醚醚酮化学结构
（原创版）
目录
1.聚醚醚酮的概述
2.聚醚醚酮的化学结构
3.聚醚醚酮的性质与应用
正文
【聚醚醚酮的概述】
聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能的特种工程塑料，属于聚芳醚酯类材料。
它具有出色的力学性能、化学稳定性和耐热性，因此在航空航天、汽车、电子和医疗等领域得到了广泛应用。
【聚醚醚酮的化学结构】
聚醚醚酮的化学结构是由两个苯环和一个氧原子组成的单体，通过醚键连接成聚合物。
其结构式可以简写为：[-OCOC6H4CO-]n。
这种结构使得聚醚醚酮具有较高的熔点和较好的热稳定性。
【聚醚醚酮的性质与应用】
1.力学性能：聚醚醚酮具有很高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，其力学性能在高温下也不易降低。
2.化学稳定性：聚醚醚酮具有良好的化学稳定性，对大多数酸、碱、盐和有机溶剂都有很好的耐受性。
3.耐热性：聚醚醚酮具有很高的耐热性，其长期使用温度可以达到260 摄氏度，短期使用温度更高。
4.电绝缘性：聚醚醚酮具有优良的电绝缘性，适用于高压电气设备。
5.生物相容性：聚醚醚酮具有良好的生物相容性，在医疗领域可应用
于制作植入人体内的器械。
聚醚醚酮化学结构
聚醚醚酮化学结构
聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能的特种工程塑料，具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性。
其化学结构独特，分子链中含有醚键和酮键，使得PEEK既具有酮类的刚性，又具有醚类的柔性。
这使得PEEK在高温、高压等恶劣环境下仍能保持良好的性能。
聚醚醚酮的性能特点使其在众多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车制造、医疗器械、电子电气等。
在航空航天领域，PEEK可替代金属材料，减轻结构重量；在汽车制造领域，PEEK可应用于发动机零件、刹车零件等高温、高压环境下的部件；在医疗器械领域，PEEK具有良好的生物相容性，可用于生产人工关节、牙科植入物等。
我国聚醚醚酮产业在过去几十年里取得了长足的发展。
产量逐年增长，技术水平不断提高，已逐渐形成一定的市场规模。
然而，与国外先进水平相比，我国在聚醚醚酮的研发、生产和应用方面仍存在一定差距。
为进一步提升我国聚醚醚酮产业的核心竞争力，需要加大研发投入，提高技术创新能力，扩大产能，优化产业链，推动产学研结合，提升产品质量和应用水平。
总之，聚醚醚酮作为一种高性能的特种工程塑料，其独特的化学结构和优异的性能使其在多个领域具有广泛的应用前景。
PEEK改性研究进展[1]
![PEEK改性研究进展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f5ba9ab665ce0508763213c1.png)
PEEK改性研究进展王喜梅1 齐贵亮1 蔡江涛2 张玉龙1(1.中国兵器工业集团第五三研究所,济南 250031; 2.西安科技大学化学化工学院,西安 710054) 摘要 简要介绍了PEEK的物理、力学性能及其在机械、石油、化工、医药等领域的应用前景,从纤维增强、无机填料填充、与聚合物共混三个方面对聚醚醚酮的改性技术、聚醚醚酮复合材料的成型工艺及性能进行了讨论。
关键词 聚醚醚酮 改性 纤维增强 填充 共混 聚醚醚酮(PEEK)是一种结晶性、不透明、浅茶灰色的芳香族系超耐热型热塑性工程塑料,一般以4,4′2二氟苯酮或4,4′2二氯苯酮与对苯二酚盐或钠盐为原料缩聚而成。
PEEK由于大分子链上含有刚性的苯环、柔性的醚键及提高分子间作用力的羰基,且结构规整,因而具有耐高温、耐化学药品性、耐辐射、强度高、断裂韧性高、易加工等优异性能及线胀系数较小、自身阻燃、摩擦学性能突出、绝缘、耐水解等特点。
因此,其在汽车零部件、半导体、航天、石化、机械、医疗、电子电器等领域得到广泛的应用。
PEEK可与聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PE2 S U)、液晶聚合物(T LCP)、聚醚酰亚胺(PE I)等共混;也可与碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)、晶须等复合增强,形成性能更优越的复合材料;还可填充微米、纳米级无机颗粒,如A l2O3、Cu O等,以期改善其摩擦学性能,同时提高PEEK的刚性、尺寸稳定性及冲击强度等性能,从而进一步扩大其应用范围。
笔者从纤维增强、无机填料填充及与聚合物共混三个方面阐述PEEK的改性研究进展。
1 纤维增强PEEKGF、CF和各种晶须与PEEK有很好的亲和性,可增强PEEK制成高性能的复合材料,提高PEEK的使用温度、模量、强度、尺寸稳定性等。
1.1 PEEK/GF复合材料邓杰等[1]研制了GF增强PEEK复合材料。
成型工艺是先将PEEK预浸带缠绕固定在一板形件模具上,然后再模压成型复合材料。
一文全方位了解PEEK聚醚醚酮
一文全方位了解PEEK聚醚醚酮PEEK中文名称聚醚醚酮，是芳香族结晶型热塑性特种工程塑料，具有耐高温，耐腐蚀，耐磨损，自润滑，易加工，耐水解，阻燃，耐辐照及良好的电性能，具有较高的玻璃化转变温度（143℃）和熔点（343℃），可在-100--260℃范围内长期使用。
目前市面上PEEK聚醚醚酮存在有以下几种形式：peek细粉（模压用），PEEK粒子及改性粒子（挤出和注塑使用），PEEK型材（板材棒材管材），PEEK零件制品（注塑或者机加工得到）。
主要特性1：耐高温PEEK树脂在高温下能保持较高的强度，它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右，PEEK板在260℃弯曲强度和压缩强度仍有15～19MPa。
美国UL认证长期使用温度为260℃，即使温度高达到310℃（2小时以内）时，仍可保持极好的机械性能。
2：耐腐蚀不溶于普通溶剂，对各种有机和无机化学试剂，都具有良好的抗腐蚀性能，只有浓硫酸能溶解或者破坏它，它的耐腐蚀性与镍钢相近3：耐磨损PEEK树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，PEEK尤其是能在260℃保持高的耐磨性和低的摩擦系数；在很多高温、高载荷、强腐蚀等极其恶劣的应用环境下，PEEK聚合物及其复合材料都有极佳的耐磨损性能。
4：自润滑具有较低的摩擦系数0.30-0.38 ，特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK 自润滑性能更佳。
可实现无油润滑工作，可在油、水、蒸汽、弱酸碱等介质中长期工作。
5：优良的机械性能PEEK树脂的刚性较大，尺寸稳定性较好，线胀系数较小，非常接近于金属铝材料，在塑料中具有最好的力学强度韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。
特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的。
6：易加工PEEK树脂易于挤出和注射成型，加工性能优异，成型效率较高，可以采用注塑成型工艺直接加工出零件，可进行车削、铣、钻孔、攻丝、粘接及超声波焊接等后加工。
7：耐水解在温度超过250℃的蒸汽或处在高压的水中浸泡，PEEK制品仍可以连续工作数千小时而不出现明显的性能下降，可在134℃下经受3000次循环高压灭菌，这一特性能满足灭菌要求高、需反覆使用的手术和牙科设备的制造，加上它的抗蠕变和耐水解性，用它可制造需高温蒸汽消毒的各种医疗器械。
聚醚醚酮材料改性、加工与应用
聚醚醚酮材料改性、加工与应用王新宇;阮诗伦;常保宁;林卜阳;方海东【摘要】PEEK and the relevant composites are widely used in aerospace,automotive and medical field due to the perfect performances in thermal,mechanical and other properties. Properties of PEEK can be greatly improved by re⁃inforced modification with inorganic particles,glass fiber,carbon fiber etc. The PEEK and reinforced composites can be processed into different products by extrusion,injection molding and 3D printing,and applied in many engineering fields. This paper mainly reviews the recent investigations of researchers in China and abroad from three aspects which include reinforced modification,processing and application on PEEK.%聚醚醚酮（PEEK）及其复合材料在航空、汽车、医疗等领域具有很大的应用市场。
通过增强改性，聚醚醚酮材料力学、热学等性能得到了很好提升，利用熔融挤出机、注塑成型机以及3D打印机等成型装备，将聚醚醚酮及其复合材料制备成不同类型的产品，以适用不同领域的材料需求。
从聚醚醚酮的改性方法、制品成型制备以及主要应用领域3个方面，简要介绍了近些年国内外学者的研究工作与研究重点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特种功能塑料聚醚醚酮的合成与性能研究
一、实验目的
1、了解文献检索的方法；掌握氮气保护下单体的合成方法；掌握单体反应的跟踪方法；掌
握单体的熔点测定方法。
2、学会氮气保护或氩气保护下，进行高分子合成的操作；掌握特种功能塑料聚醚醚酮的合
成方法；了解特种功能塑料的表征手段和仪器使用方法；了解聚合物的纯化方法。
二、基本原理
本实验拟制备一种玻璃化温度高，溶解性好的特种工程塑料，其结构是如下:
CF
3
CF
3
HOOH
O
FF
CF3CF3OOO
n
从常见的有机单体含芴双酚和二氟酮出发，通过逐步聚合，在氮气或者氩气
保护下合成高分子量的聚芳醚酮。通过红外、核磁等表征聚合物的结构，通过
GPC测聚合物分子量，DSC测试聚合物的玻璃化温度， TGA测定热失重，表
面亲水仪测材料的憎水性。
三、仪器和试剂
仪器：磁力搅拌器，旋转蒸发仪，DSC，TGA，GPC，表面亲水仪等
试剂：双酚F，二氟酮，碳酸钾，DMAc，甲苯，9-芴酮，2,6-二甲氧基苯酚，3-疏基丙酸，
98wt%H2SO4，无水乙醇，甲醇等
四、实验步骤
1.单体的合成
向装有冷凝管，分液漏斗的100 mL三口圆底烧瓶中加入9-芴酮（3.604 g，0.02 mol）、2,6-
二甲氧基苯酚（7.7085 g，0.05 mol）、3-巯基丙酸（MPA，0.1 mL，6滴）、甲苯 5 mL。在氮
气保护下，搅拌到固体都全部溶解，在30 min内逐滴加入2.0 mL的98wt%H2SO4到三口圆底
烧瓶中，升温到55-60 ℃，搅拌6-8 h，直到反应物变成固体。冷却后，将固体倒入装有100 mL
的蒸馏水的烧杯中磁力搅拌10-15 min，过滤，取固体，加到有50 mL无水乙醇的单口带有冷
凝管的圆底烧瓶中磁力搅拌，温度是90 ℃，搅拌30 min，直到固体全部溶解，趁热过滤，
取滤液，静置一晚重结晶析出黄色晶体，过滤（可以用1-2 mL无水乙醇洗涤），取固体，在
真空80 ℃时干燥，得白色粉末。反应式见图1：
OOHOCH3OCH
3
H2SO
4
MPA
H3CO
HOOCH
3
OCH
3
OH
OCH
3
图 1
2．聚合物合成
向装有分水器，冷凝管的100 mL三口圆底烧瓶中加入双酚F (0.672 g, 2.0mmol),二氟酮
（0.436 g, 2.0 mmol），无水碳酸钾(0.414 g, 3.0 mmol), DMAc (5.0 mL) 和甲苯(8.0 mL)。在氮
气保护下，反应混合物首先升温到140 ℃，搅拌反应 3 h，通过共沸溶剂甲苯带出反应产生
的水，然后升温到170 ℃，在此温度继续搅拌反应3 h，冷却到室温。粘稠的混合物滴入蒸
馏水中，聚合物沉出，过滤，用水和甲醇洗涤几次，得到高分子量的聚芳醚酮。反应式见图
2：
CF
3
CF
3
HOOH
O
FF
CF3CF3OOO
n
图 2
2. 结构与分子量表征
通过红外、核磁等表征聚合物的结构，通过GPC测聚合物分子量。
3. 性能表征
通过DSC测试聚合物的玻璃化温度， TGA测定热失重，表面亲水仪测材料的憎水性。
五、实验结果与讨论
1. 单体合成过程中应注意什么？如何跟踪反应进程。
2．聚醚醚酮的制备过程中应注意什么？那些因素会影响聚合物的分子量？
3. DSC与TGA测定过程中应注意什么？