O que é GF PEEK？ quais são suas vantagens? e use-o corretamente.

O que é folha de fibra de vidro PEEK?

A folha de fibra de vidro PEEK (folha de polieteretercetona reforçada com fibra de vidro) é uma folha de plástico de engenharia especializada de alto desempenho feita pela combinação de fibra de vidro (GF) com resina de polieteretercetona (PEEK). PEEK é um polímero termoplástico aromático semicristalino que exibe inerentemente excelentes propriedades, como resistência a altas temperaturas, resistência química e alta resistência mecânica. A adição de fibra de vidro (normalmente 10% a 50%) aumenta ainda mais sua resistência à tração, módulo, estabilidade dimensional e resistência ao calor, ao mesmo tempo que mantém alguma resistência química e propriedades autolubrificantes. A chapa PEEK GF é um material chave na fabricação de alta qualidade, especialmente em aplicações que exigem alta resistência e resistência a ambientes agressivos.

Como fazer folha de fibra de vidro PEEK ?

1. Seleção de matéria-prima

• Resina PEEK: Resina pura ou pré-seca é comumente usada.

• Fibra de vidro: Normalmente é usada fibra de vidro sem álcali, com comprimento de 0,5-3 mm (fios picados) ou fibra contínua, e a superfície é tratada com um agente de acoplamento para melhorar a ligação interfacial com PEEK.

2. Mistura e Dispersão

A fibra de vidro deve estar uniformemente dispersa na resina PEEK; caso contrário, resultará em deficiência de resistência localizada ou "aglomeração de fibras". Devido ao alto ponto de fusão do PEEK, a mistura por fusão é usada principalmente:

• Extrusão de rosca dupla: pellets de PEEK e fibras de vidro picadas (por exemplo, 30% GF) são alimentados em uma extrusora de rosca dupla (temperatura do cilindro 320-360°C). Altas forças de cisalhamento (velocidade da rosca 150-300 rpm) dispersam as fibras e fundem-se com a resina.

• Granulação: O material fundido é cortado em pellets cilíndricos (2-5 mm de diâmetro) por um peletizador para posterior moldagem.

3. Moldagem

Diferentes processos de moldagem estão disponíveis dependendo da espessura e tamanho da chapa necessária:

• Moldagem por compressão: Indicada para chapas grossas. O pré-impregnado (ou pellets) é colocado em um molde pré-aquecido (360-380°C) e uma pressão de 15-30 MPa é aplicada. A pressão é mantida por vários minutos e o molde é então resfriado para evitar tensões internas.

• Extrusão: Os pellets são extrusados em uma folha contínua usando uma extrusora e depois calandrados (temperatura 350-370°C). A rugosidade da superfície pode atingir Ra ≤ 0,5 μm.

• Moldagem por injeção: Adequado para formas complexas. Os pellets devem ser secos antes da injeção no molde (temperatura do barril 360-380°C, temperatura do molde 150-180°C).

4. Pós-processamento

• Usinagem: Use ferramentas com revestimento de diamante ou nitreto cúbico de boro (CBN) para torneamento e fresamento (velocidade de corte ≤ 800 rpm) para minimizar o desgaste da ferramenta convencional.

• Tratamento de Superfície: Polir até Ra ≤ 0,2 μm para reduzir o coeficiente de atrito. Se for necessária soldagem, use limpeza a plasma para tornar a superfície áspera (para melhorar a resistência da colagem).

Folha de plástico PEEK de fibra de vidro

Características:

Alta resistência mecânica:

• PEEK não reforçado: resistência à tração 90-100 MPa, módulo de elasticidade 3,6 GPa;

• PEEK reforçado com 30% de fibra de vidro (PEEK 30GF): Resistência à tração ≥145 MPa, módulo de elasticidade ≥9,5 GPa;

• PEEK reforçado com 50% de fibra de vidro (PEEK 50GF): Resistência à tração ≥280 MPa, módulo de elasticidade ≥16 GPa.

Resistência a altas temperaturas:

• Temperatura operacional de longo prazo: PEEK reforçado com 30% de fibra de vidro aumenta para 250°C (temperatura operacional de curto prazo até 310°C);

• Temperatura de transição vítrea (Tg): Aumentou de 143°C para 160°C (30% PEEK reforçado com fibra de vidro).

Estabilidade Dimensional:

• Coeficiente de Expansão Térmica (CTE): O PEEK puro é de 3,6×10⁻⁵/°C, enquanto o PEEK reforçado com 30% de fibra de vidro reduz esse valor para 1,5×10⁻⁵/°C, resultando em deformação mínima em altas temperaturas.

Resistência Química:

• Com exceção de ácidos oxidantes fortes, como ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico, ele praticamente não reage com solventes orgânicos, como álcoois, hidrocarbonetos e cetonas (comparável ao PEEK puro).

Outras propriedades:

• Resistência à Radiação: Extremamente resistente a raios gama e raios X.

• Autolubrificação e resistência ao desgaste: O coeficiente de atrito é de 0,2-0,3, superior à maioria dos plásticos de engenharia.

Haste de plástico AHD Fibe PEEK

Vantagens (em comparação com PEEK puro e outros plásticos de engenharia):

Resistência e rigidez significativamente melhoradas: A adição de fibra de vidro eleva o PEEK de um “plástico de alto desempenho” a um “material de engenharia semelhante ao metal”, permitindo-lhe substituir diretamente alguns componentes metálicos.

Leve: A densidade é de aproximadamente 1,4-1,5 g/cm³ (apenas 1/6 da do aço e 1/2 da do alumínio).

Excelente resistência à fadiga: O reforço de fibra de vidro atinge uma alta taxa de retenção de resistência à fadiga (>80%), tornando-o adequado para cenários de carga dinâmica de longo prazo.

Estabilidade em altas temperaturas: As propriedades mecânicas degradam-se lentamente em altas temperaturas.

Aplicativos comuns

A folha de fibra de vidro PEEK, com suas propriedades combinadas de alta resistência, resistência a altas temperaturas e resistência química, é amplamente utilizada em aplicações de fabricação de alta qualidade:

1. Aeroespacial

• Componentes estruturais: suportes periféricos de motores de aeronaves, reforços de asas (resistentes a temperaturas de até 280°C, com resistência próxima à da liga de alumínio e 30% mais leves);

• Componentes interiores: Estruturas do assento piloto, dobradiças das portas (resistentes ao óleo e à fadiga).

2. Automotivo

• Componentes periféricos do motor: suportes sob o capô, tampas da caixa de câmbio (resistentes à corrosão do óleo do motor e da transmissão, com temperatura de operação de longo prazo de 150-200°C);

• Chassi e suspensão: Braços de controle leves, suportes de amortecedores (alta resistência e resistência ao impacto).

3. Eletrônica e Semicondutores

• Peças Estruturais de Equipamentos de Precisão: Estruturas e trilhos guia para equipamentos de fabricação de semicondutores (resistência a temperaturas de até 260°C, resistência a vibrações e estabilidade dimensional);

• Equipamento de comunicação 5G: Estruturas de suporte de antena de estação base (resistentes às intempéries e aos raios UV).

4. Equipamentos Industriais

• Bombas e Válvulas Industriais: Carcaças e vedações de válvulas resistentes à corrosão (forte resistência a ácidos e álcalis, alta resistência).

5. Trânsito Ferroviário

• Componentes do trilho de alta velocidade: suportes do bogie e conectores do sistema de freio (resistentes à vibração e à fadiga).

Haste PEEK preenchida com fibra de vidro AHD

Precauções de uso

1. Limites de temperatura:

• Temperatura de operação de longo prazo: 30% PEEK reforçado com GF ≤ 250°C, 50% PEEK reforçado com GF ≤ 300°C; é possível uma resistência de curto prazo até 350°C, mas evite a exposição a chamas abertas.

2. Usinagem:

• Utilize ferramentas de corte diamantadas, velocidades de corte ≤ 800 rpm e taxas de avanço ≤ 0,1 mm/min (para evitar tração da fibra e rugosidade superficial).

• Evite fresagem em alta velocidade para evitar a geração de calor por atrito e a decomposição do PEEK.

3. Compatibilidade Química:

• Evite o contato com ácidos oxidantes fortes (como ácido nítrico concentrado e água régia), pois estes podem quebrar a estrutura do PEEK.

• A exposição prolongada a solventes altamente polares requer testes de resistência à corrosão (alguns enchimentos podem inchar no solvente).

4. Estabilidade de desempenho a longo prazo:

• Verifique periodicamente a resistência à tração.

• Evite exposição prolongada à luz UV. (PEEK GF sem inibidores de UV amarelará gradualmente, mas as propriedades mecânicas serão minimamente afetadas.)

A folha de fibra de vidro PEEK é um material de alto desempenho composto de PEEK e fibra de vidro. Embora retenha as propriedades essenciais do PEEK, o “ouro dos plásticos”, melhora significativamente a sua resistência e rigidez através da fibra de vidro. É um material chave para substituir metais nas áreas aeroespacial, automotiva, eletrônica e outras. Seu valor central reside no equilíbrio entre leveza e alto desempenho de “substituir o aço pelo plástico”.