Como escolher materiais PEEK e processá-los em folhas e hastes PEEK?

I. O que é matéria-prima PEEK?

PEEK (polieteretercetona) é um plástico de engenharia especializado de alto desempenho, pertencente ao material polimérico termoplástico semicristalino aromático. Sua estrutura molecular consiste em ligações alternadas de éter (-O-) e ligações cetônicas (-CO-) ligando anéis de benzeno, conferindo-lhe excelentes propriedades abrangentes:

Resistência a altas temperaturas: Temperatura de serviço de longo prazo de até 250 ℃ (300 ℃ de curto prazo), ponto de fusão de aproximadamente 343 ℃;

Alta resistência: Resistência à tração de aproximadamente 90-100MPa, módulo 3,6-4,0GPa, excelente resistência à fadiga;

Resistência à corrosão química: Quase insolúvel em todos os solventes orgânicos, exceto ácido sulfúrico concentrado;

Resistência à Radiação: Melhor resistência aos raios gama do que os plásticos tradicionais;

Biocompatibilidade: Não tóxico, pode passar pela certificação de nível médico.

As matérias-primas PEEK são geralmente na forma granular, divididas em PEEK puro e PEEK modificado (como fibra de vidro / fibra de carbono preenchida, grafite / PTFE modificado resistente ao desgaste, etc.), amplamente utilizado em campos de alta tecnologia, como aeroespacial, médico, eletrônico e automotivo.

II. Como selecionar matérias-primas PEEK de alta qualidade?

As matérias-primas PEEK de alta qualidade devem atender à estabilidade de desempenho, adaptabilidade de processamento e requisitos de aplicação. Eles podem ser selecionados nas seguintes dimensões:

1. Defina os requisitos do aplicativo

Selecione o tipo com base no uso pretendido:

PEEK puro: Utilizado em aplicações de alta pureza (por exemplo, implantes médicos, dispositivos semicondutores);

PEEK preenchido/modificado: o reforço de fibra de vidro (GF) melhora a rigidez, o reforço de fibra de carbono (CF) aumenta a condutividade térmica/elétrica e o PTFE/grafite reduz o coeficiente de atrito.

2. Testando Indicadores Básicos de Desempenho

Peso molecular e distribuição: O alto peso molecular melhora as propriedades mecânicas e a distribuição uniforme garante a estabilidade do processamento;

Taxa de fluxo de fusão (MFR): Reflete a fluidez do processamento. O MFR do PEEK puro é normalmente de 2-10 g/10min (360℃/3,8MPa), exigindo compatibilidade com equipamentos de processamento;

Propriedades mecânicas: A resistência à tração, o módulo de flexão e a resistência ao impacto devem atender aos padrões;

Propriedades térmicas: Temperatura de transição vítrea (Tg≈143℃), ponto de fusão (Tm≈343℃), temperatura de distorção térmica (HDT@260℃≥310℃);

Pureza e Impurezas: Sem manchas pretas ou partículas coloridas; conteúdo de íons metálicos (como Fe, Ni) ≤10 ppm (menor para grau médico).

3. Verifique as qualificações do fornecedor

Selecione fabricantes certificados; exigir relatórios de testes em lote para materiais, incluindo dados importantes como MFR, densidade e propriedades mecânicas; priorizar fornecedores com capacidade de P&D, que possam personalizar formulações (por exemplo, versões com baixa liberação de gases e resistentes à hidrólise).

4. Aparência e Inspeção Física

Tamanho de partícula uniforme: Sem partículas aderentes, quebradas ou de formato irregular

Cor Consistente: Pure PEEK deve ser âmbar claro; os materiais modificados devem ter cor estável e sem impurezas;

Odor: Nenhum odor pungente óbvio (materiais inferiores podem produzir moléculas voláteis pequenas devido à decomposição).

Haste de polieteretercetona AHD (haste de plástico PEEK)

III. Como armazenar matérias-primas PEEK?

PEEK tem baixa higroscopicidade (taxa de absorção de umidade de equilíbrio <0,5%), mas o armazenamento inadequado a longo prazo pode afetar o desempenho do processamento ou levar à degradação. As seguintes precauções devem ser tomadas:

1. Controle Ambiental

Temperatura: 20-30°C, evite altas temperaturas (>50°C pode causar oxidação térmica lenta);

Umidade: Umidade relativa <60%. Embora a higroscopicidade seja baixa, um ambiente úmido pode causar adsorção de umidade superficial, resultando em bolhas durante o processamento;

Luz: Armazenar longe da luz (a luz ultravioleta pode acelerar o envelhecimento do polímero).

2. Embalagem e armazenamento

Mantenha a embalagem original lacrada (geralmente um saco plástico de alumínio à prova de umidade + caixa de papelão). As matérias-primas não utilizadas devem ser seladas novamente;

Evite muita pressão ao empilhar (para evitar a quebra de partículas);

Mantenha afastado de reagentes químicos (como ácidos e álcalis) para evitar contaminação.

3. Prazo de validade

Recomenda-se que matérias-primas fechadas sejam usadas dentro de 12 meses. Depois de aberto, utilizar no prazo de 6 meses (a exposição prolongada pode causar contaminação).

Folha de polieteretercetona AHD (folha de plástico PEEK)

4. Como processar folha PEEK e haste PEEK de alta qualidade?

As folhas/hastes de PEEK são normalmente produzidas por meio de moldagem por extrusão. A chave está no pré-tratamento da matéria-prima, na depuração do equipamento e no controle do processo.

1. Pré-tratamento de matérias-primas: Secagem

Embora o PEEK tenha baixa higroscopicidade, ele ainda precisa ser seco antes do processamento para remover a umidade da superfície e evitar bolhas ou degradação durante a extrusão:

Temperatura de Secagem: 120-150°C (150°C recomendado para PEEK puro; para materiais modificados seguir as recomendações do fornecedor);

Tempo de secagem: 4-6 horas (utilizando secador desumidificador);

Após a secagem: Usar imediatamente para evitar absorção secundária de umidade.

2. Seleção de Equipamentos

Extrusora: Recomenda-se uma extrusora de rosca dupla (relação L/D ≥ 32:1) para garantir plastificação suficiente do material; o parafuso deve ser resistente ao desgaste (PEEK contendo fibra de vidro/fibra de carbono é propenso ao desgaste).

Matriz: A matriz de extrusão de folha/haste deve ter um canal de fluxo uniforme para evitar a estagnação do material (a cabeça da matriz pode ser polida para reduzir a geração de calor de cisalhamento); a matriz da folha deve ser equipada com uma placa perfurada + distribuidor para garantir uma taxa de fluxo de fusão consistente.

3. Controle de parâmetros de processo

Temperatura:

Barril: Seção traseira 280-320°C (pré-aquecimento e plastificação), Seção intermediária 340-380°C (derretimento), Seção frontal 360-400°C (homogeneização);

Matriz: 360-390°C (ligeiramente abaixo da temperatura de decomposição para evitar a degradação do material).

Pressão: Velocidade da rosca 5-20 rpm (a baixa velocidade reduz o calor de cisalhamento), Contrapressão 0,5-2 MPa (garantindo a densidade do fundido).

Resfriamento:

Chapa: Resfriada por uma calandra de três rolos para evitar resfriamento rápido levando a tensões internas;

Barra: Resfriamento em banho-maria, comprimento de resfriamento suficiente (>1 metro) para garantir a cristalização completa.

Placa PEEK AHD de 1 mm

4. Pós-tratamento

Recozimento: Folhas/barras podem ser recozidas a 150-200°C por 2-4 horas para eliminar o estresse interno e melhorar a estabilidade dimensional.

Tratamento de Superfície: Para uma superfície particularmente lisa, a chapa pode ser polida.

5. Problemas e soluções comuns

Bolhas/Manchas Prateadas: Secagem insuficiente → Prolongar o tempo de secagem;

Rugosidade da superfície: Temperatura da cabeça de rosca muito baixa → Aumente a temperatura da cabeça de rosca;

Propriedades mecânicas insuficientes: Resfriamento excessivo → Reduz a temperatura da água de resfriamento e prolonga o tempo de resfriamento;

Cor irregular: Mistura irregular de matéria-prima → Reforce a mistura antes de secar ou use masterbatch de cores para pré-dispersão.

Por ser um material de alto desempenho, a qualidade do PEEK depende da seleção das matérias-primas, das condições de armazenamento e da tecnologia de processamento. Ao selecionar rigorosamente os fornecedores, controlar o ambiente de armazenamento e otimizar a temperatura de extrusão, a pressão e o pós-processamento, folhas/hastes de PEEK de alto desempenho podem ser produzidas para atender às necessidades de aplicações de ponta.

Haste AHD PEEK