打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
高性能聚合物说明

在过去75年左右的时间里,聚合物的广泛使用彻底改变了我们的生活。由高性能聚合物(HPP)(如VICTREX™ PEEK)制成的各种日用塑料制品,能够在各种要求极高的耐用型应用中发挥作用。


---首席科学家John Grasmeder



几个世纪以前的希腊人可能无法预料到,他们的“聚合物”一词(意思是“有许多部分”),今天会成为一类材料的名称。聚合物可以被定义为由大量相似单元(被称为单体)聚集而成的分子结构组成的一种物质。

我们不要忘记,大自然首先发明了聚合物——蛋白质、碳水化合物、头发、指甲,甚至DNA都是聚合物。人造聚合物的出现要晚得多,但今天已经无处不在,并在现代生活中扮演着重要角色。

目前,每年大约生产3亿吨聚合物,约占全球石油和天然气消耗的6%。聚合物可分为两大类——热固性塑料和热塑性塑料。热固性聚合物的初始状态通常为粘性液体,在受热或加压后发生硬化,形成不可再次熔融的固体。Araldite®胶粘剂即是一个例子。而就本文而言,热塑性塑料则可在加热时发生软化和熔融,然后将其成型并在冷却后变硬。热塑性塑料可再熔融和再成型。

聚合物金字塔形图


理解这个复杂主题的最简单方法之一,就是将聚合物按金字塔形图排列。金字塔形图将聚合物分为三个主要类别:


·    商品聚合物

·    工程聚合物

·    高性能聚合物



商品聚合物


商品聚合物如聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)位于金字塔底部。这类聚合物易于获得且用量大,并根据用途具有相应的性能。例如聚乙烯,通常用于制造大容量用品,如塑料袋和包装材料,在此类应用中高温或极限强度不是关键因素。

而聚氯乙烯(PVC)是一种广泛应用于建筑行业的材料,具有刚性和柔性两种形式,刚性牌号用于窗框、排水管和管道,柔性牌号则通常用于电缆绝缘。商品聚合物的原材料通常来自石油和石化衍生物,并且生产成本低廉。而生产PVC的主要原料为盐类物质。



工程聚合物


相比之下,工程塑料与商品聚合物有明显区别,其具有一系列优越的性能,尤其是在机械和热力学性能方面——但性能优越的塑料价格也更高。例如,聚酰胺类(尼龙)塑料应用广泛,从服装面料到食品和饮料容器,以及工程应用,如家用电器和汽车部件。


高性能聚合物



在4万英尺的高空,航空航天工业正面临着在设计方面遇到的挑战,包括压力和温度的波动,以及减少CO2 排放的需求,再加上要首先确保乘客安全的严格立法和监管。

此外还有另外一项挑战。预计在未来20年中,全球航空航天业将需要超过3.5万架新飞机。因此,制造商必须加快新飞机的组装速度,而且在功能、成本或重量方面不会造成损失。

因此,飞机OEM正在寻找简化制造流程的方法,例如通过设计功能强大的注塑PEEK组件来合并零件的数量。而接下来的改进工作也已浮出水面,即采用新的复合材料(VICTREX AE™ 250)并结合一种特殊技术(混合成型工艺)来开发零件。这种改进可实现连续制造工艺,与热固性塑料相比,将周期时间从数小时计缩短为数分钟,因此具有明显的竞争优势。结构支架就是一个很好的例子。除了加快零件制造和飞机组装,与金属相比,这些支架还可以减少60%的重量,并符合零件所需的强度。如今,已有超过1.5万架服役飞机采用了基于PEEK的解决方案。


为什么高性能聚合物如此重要?


聚醚醚酮(如VICTREX™ PEEK)适用于极端和苛刻的环境。虽然替代材料可满足特定需求,但PEEK可同时满足多种需求。例如,重量轻、强度高的聚醚醚酮聚合物,具有很高的耐磨性、耐温性、抗疲劳性和耐腐蚀性液体/化学物质的能力,并能够

·    提高燃油效率

·    提高安全性

·    延长零件寿命

·    提供更优的舒适性(运转流畅、噪音低)

·    提供更大的设计自由度和/或

·    更高的生产成本效益。

举几个例子:如今已有超过2亿名汽车驾驶员依赖于新型、基于Victrex PEEK的ABS/ESC刹车元件;超过1.5万架飞机安装了威格斯的解决方案,如支架、卡箍或隔热、隔音材料;超过十亿台移动设备使用了我们的解决方案,如高性能扬声器。PEEK甚至被用于人体内部:随着对改善病人护理需求的不断提高,PEEK作为生物材料的使用历史还未超过15年,但在全球九百万个植入装置中,已使用了来自Invibio (威格斯子公司)的PEEK-OPTIMA™聚合物——这项统计令人印象深刻。

先进的PEEK材料、生产工艺和经过整合的产品方案,正在为提高效率和新的潜在用途打开大门——古希腊的科学先驱们一定会为此引以为豪。

Araldite®是Huntsman Advanced Materials公司的注册商标



关于作者


John Grasmeder博士在聚合物领域拥有超过25年的经验,曾在英国和德国的帝国化学工业公司(ICI)、巴斯夫、Hoechst和壳牌合资公司担任过研发、商务和业务领导职位。他已在威格斯工作11年,自2010年起担任技术总监一职,并于2016年成为首席科学家。








本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
K展中的威格斯:PEEK创新的力量
Victrex与埃克塞特大学合作开发新一代PAEK 3D打印材料
国内外10家聚醚醚酮PEEK知名企业及近况介绍
【专业讲堂】一文简要了解推动连续纤维增强热塑性复合材料快速增长的几大关键因素
工程塑料是一类高性能热塑性塑料,它具有什么特殊的性能? 工程塑料
超声波塑料焊接工艺
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服