¿Cómo elegir materiales PEEK y procesarlos en láminas y varillas de PEEK?

I. ¿Qué es la materia prima PEEK?

PEEK (polieteretercetona) es un plástico de ingeniería especializado de alto rendimiento, perteneciente al material polimérico termoplástico semicristalino aromático. Su estructura molecular consta de enlaces éter (-O-) y enlaces cetona (-CO-) alternos que unen anillos de benceno, lo que le otorga excelentes propiedades integrales:

Resistencia a altas temperaturas: Temperatura de servicio a largo plazo de hasta 250 ℃ (a corto plazo 300 ℃), punto de fusión aproximadamente 343 ℃;

Alta resistencia: Resistencia a la tracción de aproximadamente 90-100 MPa, módulo 3,6-4,0 GPa, excelente resistencia a la fatiga;

Resistencia a la corrosión química: Casi insoluble en todos los disolventes orgánicos excepto el ácido sulfúrico concentrado;

Resistencia a la radiación: Mejor resistencia a los rayos gamma que los plásticos tradicionales;

Biocompatibilidad: No tóxico, puede pasar la certificación de grado médico.

Las materias primas de PEEK suelen estar en forma granular, divididas en PEEK puro y PEEK modificado (como relleno de fibra de vidrio/fibra de carbono, grafito/PTFE modificado resistente al desgaste, etc.), ampliamente utilizado en campos de alta gama como el aeroespacial, médico, electrónico y automotriz.

II. ¿Cómo seleccionar materias primas PEEK de alta calidad?

Las materias primas de PEEK de alta calidad deben cumplir con los requisitos de estabilidad de rendimiento, adaptabilidad de procesamiento y aplicación. Se pueden seleccionar entre las siguientes dimensiones:

1. Definir los requisitos de la solicitud

Seleccione el tipo según el uso previsto:

PEEK puro: utilizado en aplicaciones de alta pureza (p. ej., implantes médicos, dispositivos semiconductores);

PEEK relleno/modificado: el refuerzo de fibra de vidrio (GF) mejora la rigidez, el refuerzo de fibra de carbono (CF) mejora la conductividad térmica/eléctrica y el PTFE/grafito reduce el coeficiente de fricción.

2. Prueba de indicadores básicos de desempeño

Peso molecular y distribución: el alto peso molecular mejora las propiedades mecánicas y la distribución uniforme garantiza la estabilidad del procesamiento;

Tasa de flujo de fusión (MFR): refleja la fluidez del procesamiento. El MFR del PEEK puro suele ser de 2 a 10 g/10 min (360 ℃/3,8 MPa), lo que requiere compatibilidad con los equipos de procesamiento;

Propiedades mecánicas: La resistencia a la tracción, el módulo de flexión y la resistencia al impacto deben cumplir con los estándares;

Propiedades térmicas: Temperatura de transición vítrea (Tg≈143℃), punto de fusión (Tm≈343℃), temperatura de distorsión por calor (HDT@260℃≥310℃);

Pureza e Impurezas: Sin puntos negros ni partículas coloreadas; Contenido de iones metálicos (como Fe, Ni) ≤10 ppm (inferior para grado médico).

3. Verificar las calificaciones del proveedor

Seleccionar fabricantes certificados; exigir informes de pruebas por lotes para materiales, incluidos datos clave como MFR, densidad y propiedades mecánicas; priorizar a los proveedores con capacidades de I+D, que puedan personalizar las formulaciones (por ejemplo, versiones con baja liberación de gas y resistentes a la hidrólisis).

4. Apariencia e inspección física

Tamaño de partícula uniforme: sin partículas adheridas, rotas o de forma irregular

Color consistente: El PEEK puro debe ser de color ámbar claro; los materiales modificados deben tener un color estable y sin impurezas;

Olor: No hay olor acre obvio (los materiales inferiores pueden producir volátiles de moléculas pequeñas debido a la descomposición).

Varilla de polieteretercetona AHD (varilla de plástico PEEK)

III. ¿Cómo almacenar las materias primas de PEEK?

PEEK tiene una baja higroscopicidad (tasa de absorción de humedad en equilibrio <0,5%), pero un almacenamiento inadecuado a largo plazo puede afectar el rendimiento del procesamiento o provocar degradación. Se deben tomar las siguientes precauciones:

1. Control Ambiental

Temperatura: 20-30 ℃, evitar altas temperaturas (>50 ℃ puede causar oxidación térmica lenta);

Humedad: Humedad relativa <60%. Aunque la higroscopicidad es baja, un ambiente húmedo puede causar adsorción de humedad en la superficie, lo que genera burbujas durante el procesamiento;

Luz: Almacenar alejado de la luz (la luz ultravioleta puede acelerar el envejecimiento del polímero).

2. Embalaje y almacenamiento

Mantenga sellado el embalaje original (normalmente una bolsa de plástico de aluminio resistente a la humedad + caja de cartón). Las materias primas no utilizadas se deben volver a sellar;

Evite una fuerte presión al apilar (para evitar la rotura de partículas);

Mantener alejado de reactivos químicos (como ácidos y álcalis) para evitar la contaminación.

3. Vida útil

Se recomienda utilizar materias primas sin abrir en un plazo de 12 meses. Una vez abierto, utilizar dentro de los 6 meses (la exposición prolongada puede provocar contaminación).

Hoja de polieteretercetona AHD (lámina de plástico PEEK)

IV. ¿Cómo procesar láminas de PEEK y varillas de PEEK de alta calidad?

Las láminas/varillas de PEEK se producen normalmente mediante moldeo por extrusión. La clave está en el pretratamiento de la materia prima, la depuración de equipos y el control de procesos.

1. Pretratamiento de Materia Prima: Secado

Aunque el PEEK tiene una higroscopicidad baja, aún es necesario secarlo antes de procesarlo para eliminar la humedad de la superficie y evitar burbujas o degradación durante la extrusión:

Temperatura de secado: 120-150 ℃ (se recomienda 150 ℃ para PEEK puro; para materiales modificados, siga las recomendaciones del proveedor);

Tiempo de secado: 4-6 horas (usando un secador deshumidificador);

Después del secado: Úselo inmediatamente para evitar la absorción secundaria de humedad.

2. Selección de equipo

Extrusora: Se recomienda una extrusora de doble tornillo (relación L/D ≥ 32:1) para asegurar una plastificación suficiente del material; el tornillo debe ser resistente al desgaste (el PEEK que contiene fibra de vidrio/fibra de carbono es propenso a desgastarse).

Troquel: El troquel de extrusión de láminas/varillas debe tener un canal de flujo uniforme para evitar el estancamiento del material (el cabezal del troquel se puede pulir para reducir la generación de calor cortante); el troquel de lámina debe estar equipado con una placa perforada + distribuidor para garantizar un índice de flujo de fusión constante.

3. Control de parámetros del proceso

Temperatura:

Barril: Sección trasera 280-320 ℃ (precalentamiento y plastificación), Sección media 340-380 ℃ (fusión), Sección frontal 360-400 ℃ (homogeneización);

Matriz: 360-390 ℃ (ligeramente por debajo de la temperatura de descomposición para evitar la degradación del material).

Presión: Velocidad del tornillo 5-20 rpm (la velocidad baja reduce el calor de corte), Contrapresión 0,5-2 MPa (asegurando la densidad de la masa fundida).

Enfriamiento:

Hoja: Enfriada por una calandria de tres rodillos para evitar un enfriamiento rápido que provoque tensiones internas;

Barra: Enfriamiento por baño de agua, longitud de enfriamiento suficiente (>1 metro) para asegurar una cristalización completa.

Placa PEEK AHD de 1 mm

4. Post-tratamiento

Recocido: Las láminas/barras se pueden recocer a 150-200 ℃ durante 2-4 horas para eliminar la tensión interna y mejorar la estabilidad dimensional.

Tratamiento superficial: Para obtener una superficie particularmente lisa, la lámina se puede pulir.

5. Problemas comunes y soluciones

Burbujas/Manchas plateadas: Secado insuficiente → Prolongar el tiempo de secado;

Rugosidad de la superficie: Temperatura del cabezal del troquel demasiado baja → Aumente la temperatura del cabezal del troquel;

Propiedades mecánicas insuficientes: Enfriamiento excesivo → Bajar la temperatura del agua de enfriamiento y extender el tiempo de enfriamiento;

Color desigual: Mezcla desigual de materia prima → Fortalezca la mezcla antes del secado o use masterbatch de color para la dispersión previa.

Como material de alto rendimiento, la calidad del PEEK depende de la selección de materias primas, las condiciones de almacenamiento y la tecnología de procesamiento. Al seleccionar rigurosamente a los proveedores, controlar el entorno de almacenamiento y optimizar la temperatura, la presión y el posprocesamiento de extrusión, se pueden producir láminas/barras de PEEK de alto rendimiento para satisfacer las necesidades de aplicaciones de alta gama.

AHD varilla PEEK