聚醚醚酮:今年最热门的材料之一(附25家相关上市公司汇总)
PEEK 是一种半结晶性、热塑性芳香族聚合物,具有一系列令人瞩目的特性。
1. 耐高温性:PEEK 具有出色的耐高温性能,其玻璃化转变温度高达 143℃,熔点为 334℃。即使在260℃的高温下长期使用,也能保持较高的强度和刚度,短时间内可承受316℃的高温。
2. 机械强度高且刚性好:PEEK 材料在高强度和刚性方面表现优异,拉伸强度可达132~148MPa,弯曲强度为24~25MPa,是少数能在高温下仍保持高机械强度的塑料之一。
3. 自润滑性和耐磨性:PEEK 具有突出的摩擦学特性,特别适用于需要低摩擦系数和高耐磨性的环境。它能够在250℃下保持高耐磨性和低摩擦系数,这使其成为轴承、齿轮等部件的理想材料。
4. 耐腐蚀和耐水解:除浓硫酸外,PEEK 不溶于任何溶剂和强酸、强碱,具有极高的化学稳定性。它还具有优异的耐水解性能,可在高温高压水中连续使用而性能不变。
5. 阻燃性和电绝缘性:PEEK 具有自熄性,无需添加阻燃剂即可达到UL94V-0级阻燃标准。此外,它在高频下的介电损耗也很小,是优秀的电绝缘材料。
6. 易加工性:尽管PEEK 的熔融温度较高,但其流动性好,能通过注塑成型、挤出成型等多种方式进行加工。这使得它在制造复杂形状零部件时具有很大的优势。
7. 抗疲劳性和耐辐照:PEEK 的抗疲劳性在所有树脂中最为突出,同时具有极强的耐辐照能力,适合长时间在高能辐照环境下使用。
8. 环保性能:PEEK 的可燃性等级为V-0,极限氧指数为35%,产生的烟雾和有毒气体非常少,符合现代环保要求。
在全球范围内,PEEK 材料的生产主要集中在少数几家企业手中。
像英国的威格斯(Victrex)公司是全球领先的 PEEK 制造商之一,拥有先进的生产工艺和丰富的生产经验,其产品在国际市场上占据重要地位。此外,德国的赢创(Evonik)等公司也在 PEEK 材料生产领域有一定的影响力。
在国内,PEEK 材料的生产也在逐步发展。
中研股份作为国内最早从事 PEEK 生产的企业之一,已经取得了显著的成绩。其年产量在国内处于领先水平,并且在植入级 PEEK、线材和晶圆盒等高端产品方面不断研发创新,已经实现了少量销售收入。同时,沃特股份等企业也积极布局 PEEK 材料产业,其规划的聚芳醚酮年聚合产能达到 1000 吨,一期产线已基本完成建设和设备安装工作。
与国际先进水平相比,我国在 PEEK 材料生产方面仍面临一些挑战。
例如在生产工艺的精细化程度、产品质量的稳定性等方面还有一定的提升空间。但随着国内企业不断加大研发投入和技术改进,我国 PEEK 材料的生产水平有望逐步提高。
(一)航空航天领域
在航空航天领域,减轻重量和提高性能是永恒的追求。PEEK 材料因其高强度、耐高温和低密度的特性,被广泛应用于飞机发动机部件、机翼结构件、卫星零部件等。
在飞机发动机的热端部件中,PEEK 材料能够承受高温燃气的冲刷和复杂的机械应力,替代传统的金属材料,有效减轻发动机重量,提高燃油效率。
(二)医疗领域
PEEK 材料在医疗领域的应用前景广阔。它具有良好的生物相容性,不会引起人体的免疫反应,因此可用于制造人工关节、脊柱植入物、牙科修复材料等。
与传统的金属植入材料相比,PEEK 材料具有更低的弹性模量,更接近人体骨骼的力学性能,能够减少应力屏蔽效应,促进骨组织的生长和愈合。
(三)电子电器领域
随着电子电器产品不断向小型化、高性能化方向发展,PEEK 材料的应用日益广泛。在电子元件的制造中,PEEK 可作为绝缘材料用于电路板、芯片封装等。
其良好的耐高温性能和电绝缘性能能够保证电子元件在高温、高电压等复杂环境下的稳定运行。同时,PEEK 材料还可用于制造电子设备的外壳、连接器等部件,其阻燃性和机械性能满足了电子电器产品对安全性和可靠性的要求。
(四)汽车工业领域
在汽车工业向轻量化、电动化发展的趋势下,PEEK 材料成为了重要的应用材料之一。在新能源汽车电机中,PEEK 材料可用于制造漆包线材料,提高电机的耐高温和绝缘性能。
此外,PEEK 还可用于制造锂电池的密封件,保证电池在复杂工况下的密封性和安全性。在汽车的传动系统中,PEEK 材料制造的轴承、齿轮等部件能够减轻重量、降低摩擦损失,提高汽车的燃油经济性和动力性能。
(五)工业制造领域
在工业制造领域,PEEK 材料被广泛应用于各种恶劣工况下的机械部件制造。例如在化工泵、阀门等设备中,PEEK 材料的耐腐蚀性和耐磨性使其成为理想的材料选择。
总的来说,聚醚醚酮(PEEK)作为一种高性能特种工程塑料,因其卓越的耐高温性、机械强度、耐磨性、耐腐蚀性和易加工性,在航空航天、汽车、电子电气、医疗、能源和机械制造等多个领域得到了广泛应用。其独特的综合性能,使得PEEK成为替代传统材料的理想选择。未来,随着科技的不断进步和应用需求的增长,PEEK材料必将在更多领域中展现其独特的价值。
随着科技的不断进步和工业的持续发展,PEEK 材料的发展前景十分广阔。从市场规模来看,根据弗若斯特沙利文的数据,全球 PEEK 市场规模有望从 2022 年的 49 亿元增长至 2027 年的 84 亿元,年均复合增速达到 11.38%。在国内市场,预计到 2027 年中国 PEEK 市场需求将超过 5000 吨,市场规模将达到 28.38 亿元。
在政策层面,国家对新材料产业的支持力度不断加大。例如 2024 年 6 月召开的全国原材料工业座谈会提出构建新材料等新的增长引擎,PEEK 材料作为重要的新材料,有望受益于相关政策红利,获得更多的研发和产业化支持。
同时,随着 PEEK 材料在新兴领域如人形机器人中的应用不断拓展,其市场需求将进一步增长。人形机器人对材料的轻量化、高强度、高精度等要求与 PEEK 材料的性能高度契合,国内已有厂家将 PEEK 材料应用于人形机器人的关节、轴承、齿轮等部件,形成配套生产链。
图文来源:塑料行业观察、先进高分子材料信息、一枝梅日记,由高性能树脂及应用编辑整理