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机能最好的热塑性材料PEEK概况、下贱应用及成长趋势

装饰工程通讯 2025-01-08 0

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PEEK具有机器特性好、耐热等级高、耐堕落、阻燃、耐磨、耐水解、耐剥离、生物相容等特性,PEEK 还具有易于注塑成型、挤出成型和切削加工等精良的加工特性。
PEEK 作为一种高分子新材料,其紧张用于替代金属材料,在“以塑代钢”、“轻量化”的大背景下,PEEK 以其精良的性能在中高端领域逐步更换金属材料的利用;由于 PEEK 在密度、弹性模量方面与人体骨骼十分靠近, 正在快速替代部分医用金属;PEEK 精良的综合性能使其在交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗康健等多个领域得到广泛的运用;因此,PEEK 是公认的环球性能最好的热塑性材料之一。

新材料家当的发展是环球经济主要的组成部分。
科技部《“十三五”材料领域科技创新专项 方案》指出,材料做事于国民经济、社会发展、国防培植和公民生活的各个领域,成为经济培植、社会进步和国家安全的物质根本和先导,支撑了全体社会经济和国防培植。

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因此,新材料技能也是天下各国必争的计策性新兴家当,成为当前最主要、发展最快的科学技能领域之一。
“一代装备,一代材料”向“一代材料,一代装备”转变,彰显了材料的计策浸染。
发展材料技能既可促进我国计策性新兴家当的形成与发展,又将带动传统家当和支柱家当的技能提升和产品的更新换代。
“十四五”期间,随着半导体、新能源汽车、商用大飞机等为代表的高新技能家当崛起,家当升级过程对高性能材料的需求估量将持续增长。
例如,汽车工业向轻量化、节能化、舒适化和安全化方面发展必将给包括PEEK 在内的高性能材料供应很大的发挥空间;未来新能源汽车充电桩 等“新基建”的开展,对材料有更高的哀求,须要 PEEK 等特种工程塑料应对极度的工况条件,我国的新材料行业有巨大发展空间。

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(图片来自网络侵删)

02 PEEK发展进程

PEEK 由英国帝国化学公司(ICI)于 1978 年最早开拓出来,自问世后很长一段韶光作为一种主要的计策国防军人为料被巴黎统筹委员会(COCOM 组织)列为计策物资并履行严格的封锁和禁运。

为了知足我国国防和民用科技发展的急需,我国将 PEEK 的研发连续列入“七五”、“八五”、 “九五”、“十五”国家重点科技攻关操持和“863”操持,开启了PEEK的自主研发之路。

我国工程塑料家当起步较晚,但发展迅速,目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工运用等干系配套能力的完百口当链,家当规模不断扩大,并且出口不断增长;企业规模持续壮大,产品品种不断增加;科技水平日益提高,部分产品技能、质量指标也已靠近国外前辈水平;管理水平明显提高。

当前,我国工程塑料家当发展的抵牾紧张表示在:通用工程塑料缺少自主核心技能,特种工程塑料产研脱节;国产技能装备水平相对较低,产品质量稳定性差;海内产品供应不敷,专用料比例低,中低档产品偏多;产品构造不足合理,根本树脂合成企业少,改性加工型企业多;技能投入不足,产品开拓与市场做事脱节,本土企业的竞争力较差。

科技部《“十三五”材料领域科技创新专项方案》指出,材料做事于国民经济、社会发展、 国防培植和公民生活的各个领域,成为经济培植、社会进步和国家安全的物质根本和先导,支撑 了全体社会经济和国防培植。
因此,新材料技能是天下各国必争的计策性新兴家当,成为当前最主要、发展最快的科学技能领域之一。
“一代装备,一代材料”向“一代材料,一代装备”转变, 彰显了材料的计策浸染。
发展材料技能既可促进我国计策性新兴家当的形成与发展,又将带动传 统家当和支柱家当的技能提升和产品的更新换代。
中国石油和化学工业联合会发布的《“十四五” 化工新材料家当发展指南》指出要“抢占一批高科技制高点”,“并大力发展聚砜、聚苯砜、聚 醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料”。

03 PEEK行业门槛

PEEK 树脂合成领域技能壁垒较高。

1、PEEK 作为性能精良的特种工程塑料,国际厂商对其技能、 配方、设备等干系知识产权和技能秘密的保护和封锁十分严格,海内厂商完备须要自主研发。

2、PEEK 这类高分子材料的大规模工业化生产须要长周期、大量资金的投入,用于探索节制 PEEK 从实验室合成到终极家当化的全流程生产能力,包括合成和提纯理论、制备技能、生产工艺、设备设计等。

3、在侧重技能的风雅化工领域,反应过程涉及大量参数优化和合成操作工艺与技能诀窍(know-how),须要持续投入、长期积累才能得到。

4、由于 PEEK 下贱运用范围广,市场需求更新迭代较快,企业须要不断进行研发及技能创新,以知足下贱市场需求的变革。
凭借技能积累、 研发投入及开拓下贱市场过程中积累的履历,使得后来者难以在短韶光内与深耕行业的龙头企业反抗。
由于较高的技能壁垒,长期以来真正节制 PEEK 高性能聚合物大规模工业稳产技能的企业很少, 英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创等三家公司险些霸占了环球绝大部分的市场份额,海内紧张产能集中在公司等少数企业。

04 下贱运用及未来发展趋势

PEEK 材料凭借其精良的性能,在诸多行业有了广泛的运用,以知足严苛生产条件的须要。

1、PEEK 在汽车家当

PEEK 已经在传统燃油车中得到广泛的运用,PEEK 可用于制造发动机内罩、轴承、制动和空调 系统中的 ABS 阀、垫片、离合器齿环等各种零部件,也可用于制造涡轮压缩机、泵、阀、电线电 缆、电动座椅齿轮、标准件等,PEEK 良好的耐摩擦性能和力学性能使其能在关键零部件方面对金 属进行替代,成为实现汽车轻量化的主要材料。

2、PEEK 在电子信息家当

PEEK 不仅在电子产品中被广泛利用,在电子信息家当生产制造环节也发挥了巨大的浸染,解 决了很多技能难题。
例如在半导体家傍边,利用 PEEK 制成的 CMP 保持环因具备更强的耐磨性、耐化学性,利用寿命较其他材料可延长一倍,从而减少因改换 CMP 保持环导致的产线停产。
PEEK 作 为最空想的 CMP 保持环材料,在半导体生产的化学机器抛光工艺环节被广泛运用。
同时 PEEK 能够耐受高达 260℃的高温和各种化学品的堕落,从而减少晶圆冷却韶光,提高生产效率。
而 PEEK 颗粒产生率低、纯度高,使得晶圆脱宇量和可萃取物减少,降落静电击穿晶圆的概率,也能显著提升晶圆良品率。
因此,采取 PEEK 及其复合增强树脂加工的晶片夹、自润滑耐磨轴套、滚轮、CMP保持环等高性能塑料零件,能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS 和其他工程塑料等传统材料的替代。

3、PEEK 在高端制造及能源家当

在高端制造和能源行业,密封环、密封圈等已经广泛运用于传统石化能源领域,而未来风电、光伏、核能等清洁能源的快速发展已经成为环球的共识。
未来如风力发电用轴承、光伏生产用吸盘、太阳能电池载具、核电站用耐辐射绕组线圈等产品中也将得到运用推广。
在机器人领域,也可以为枢纽关头传动等部件供应高性能材料。

4、PEEK 在医疗康健家当

PEEK 相对付金属材料与人体骨骼的刚性更为靠近,且 PEEK 为非金属材料,术后 CT 和核磁检讨无伪影,不影响后续医学影像诊断。
PEEK 具有易加工的特性,如在颅骨修复方面,PEEK 经由个性化设计和加工后能够与患者颅骨达到极高的吻合度,达到都雅效果的同时肃清患者生理包袱, 提升了患者术后康复水平和生活质量。
目前 PEEK 产品已有包括人造脊柱植入物、人造枢纽关头、骨修复制品等在内的成功运用案例。
目前海内龙头中研股份已经完成生产车间 GMP 认证,并与康拓医疗共同开拓的“增材制造聚醚醚酮颅骨缺损修复假体”已经取得国家药品监督管理局颁发的第三类《医疗东西注册证》。

5、PEEK 在航空航天领域

在航空航天领域,未来最紧张的终端运用将会是 CF/PEEK 产品。
由于 CF/PEEK 具有轻质高强、 抗疲倦、耐堕落、可整体成型等特点,以 CF/PEEK 作为飞机机身,可以使飞机减重 10%-40%,而其构造设计本钱也可以降落 15%-30%。
目前 CF/PEEK 生产技能仅被日本东丽、荷兰 TenCate、英国威格斯等少数公司节制,紧张运用于航空航天等尖端领域,未来计策意义重大,市场空间广阔。
海内 CF/PEEK 的研发集中在高校、 科研院所和极少数企业之中,尚未实现工业化生产。
并且国外的核心制造技能及干系装备都被严格保密,对中国履行严苛的封锁政策。
海内大多数 CF/PEEK 产品,如预浸带、预浸板只能依赖少量的入口,数量无法知足需求、产品交期无法预估、运用本钱很高,极大限定了海内市场对此类 产品的大范围运用。
CF/PEEK 产品的生产已成为我国高性能复合股料发展与运用的“卡脖子”问题。
因此,CF/PEEK 是未来我国复合股料领域重点的发展方向。

文章来源:熠星投研

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