聚芳醚酮：耐热、抗疲劳、耐磨、电绝缘性优异的高性能材料

聚芳醚酮（PAEK）是一类亚苯基环通过醚键和羰基连接而成的聚合物。按分子链中醚键、酮基与苯环连接次序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物目前主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮（PEEKK）和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等品种，表3-7～表3-11列出了它们的性能。

聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此，它具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学药品性等特点。聚芳醚酮分子结构中的醚键又使其具有柔性，因此，它能用热塑性工程塑料的方法成型加工。

表3-7 PEEK的性能

表3-8 PEK的性能

(续)

表3-9 PEKK的性能

表3-10 PEEKK的性能

表3-11 PEKEKK的性能(www.xing528.com)

聚芳醚酮分解温度都在500℃以上，而且大部分为结晶聚合物，PEEK的Tg为143℃，Tm为334℃，在聚醚酮中比较容易加工，但Tg较低，作为结构材料使用温度受到限制。为了提高聚芳醚酮的玻璃化转变温度，在结构改进上进行了大量工作，发现当引进联苯单元时可以使Tg提高到200℃以上，然而Tm也相应提高到386℃，使加工更加困难。

耐热水性是聚芳醚酮的主要特征之一，即使在260℃热水中也不会发生水解。PEEK几乎不溶于所有的有机溶剂，除了浓硫酸和硝酸外，也耐稀酸和碱但在结晶不充分时，丙酮可以使其发生开裂。

PEEK可以经得起109RadPM剂量的β射线和γ射线的辐照，是一种耐辐射性能很好的聚合物。

聚芳醚酮还具有很高的抗疲劳性和耐磨性，填充的PEEKK摩擦因数为0.06。聚芳醚酮类聚合物具有优良的电绝缘性，其电性能参数随温度、湿度变化小。PEEK是C级绝缘材料，是制作电线、电线包覆材料和原子能工程部件的好材料。

聚芳醚酮由于其结晶性而必须在Tm以上温度进行加工，与其他结晶聚合物一样可以对其进行模压、注射、挤出成型及粉末喷涂和熔融纺丝等。对于PEEK在剪切速率为1000s－1时，在370～400℃之间其熔体黏度为480～350Pa·s，有很好的加工性能。表3-12所示为PEEK的成型加工条件。

表3-12 PEEK的成型加工条件

聚芳醚酮发展的历史仅十几年，目前开始在电子电器、机械、运输及宇航等领域受到重视与应用。在电子电器行业中主要用于电线、磁导线包覆、高温接线柱、接线板及挠性印制电路板等。短纤维增强的聚醚酮可以制作轴承保持器、凸轮、飞机操纵杆等。

聚醚酮还可以制成长纤维增强的聚醚酮复合材料，英国ICI公司已经推出商品化的聚醚酮树脂基的碳纤维增强复合材料（APC-1、APC-2），用于制作直升机的尾翼等结构件。

利用聚醚酮可以挤出成型的特点，可以挤出高强度的单丝，具有优良的耐化学药品性、耐热性，适于制造化工设备中的过滤器部件；挤出的高强度膜经硫酸磺化后，可以用作离子膜；聚醚酮吹塑成型的容器，可以用来装运核反应堆的废料，这种容器耐腐蚀、耐辐射，质轻而安全可靠。

聚芳醚酮阻燃性好，不加阻燃剂可达到UL94V-1级或UL94V-0级，而且燃烧时发烟量少，毒气少。聚芳醚酮具有耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能及力学强度高、耐辐射及阻燃等优异性能，它是宇航领域应用的新材料。