連續(xù)碳纖維增強PEEK復合材料的應用選型

碳纖維增強PEEK復合材料（5600CF/PEEK），指碳纖維以粉末、顆粒、連續(xù)纖維（長纖維）或者織物形式增強PEEK樹脂基的復合材料。其中碳纖維以織物形式存在的簡稱為CFF/PEEK。復合材料中，樹脂基體賦予了優(yōu)良的力學性能、熱性能、耐化學腐蝕性和易加工性能；增強纖維則主要決定了復合材料的機械性能?；奶幚恚?、打磨處理，使涂覆面平整，躊件刺和，棱角部分應圓弧過度R≥5mm。

CF是一種含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。質輕高強是其顯著的特點，密度僅有1.7g/cm3，不到鋼的1/4，強度卻是鋼的數倍；紡織纖維的柔軟可加工性；較低的電化學活性，的耐腐蝕能力，有效延長使用壽命。其復合材料具有耐高低溫、熱膨脹系數小、吸能抗振、一定的導電性和導熱性、良好的透光性、生物相容性等優(yōu)點。PEEK具有的機械性能以及對車用工作液具有卓越的耐化學腐蝕性，良好的耐磨損性能等使其在汽車行業(yè)應用越來越廣泛。

在CF/PEEK中，CF選用聚基CF（PAN基CF）。PAN基CF生產主要包括原絲生產和原絲碳化兩個過程：首先通過聚合和紡紗等一系列工藝加工成被稱為“母體“的PAN纖維或原絲，將原絲先放入氧化爐（200到300℃）氧化，再放入1000到2000℃碳化爐中進行碳化等工序制成CF。因其優(yōu)越的沖突功能，在沖突使用領域變成抱負材料，如套筒軸承、滑動軸承、閥門座、密封圈、泵耐磨環(huán)等。

PEEK板材料的發(fā)展及應用

PEEK是一種耐高溫、的熱塑性特種工程塑料。它有著良好的機械性能和耐化學品、耐磨損、耐水解等性能；它比重輕，自潤滑性能好，由于具有非常好的加工性能，可以填充碳纖維、二硫化鉬等進一步提高潤滑性能和機械強度。PEEK工程塑料廣闊的應用空間涉及到航空、機械、電子、化工、汽車等高科技工業(yè)領域，可制造高要求的機械零部件，如齒輪、軸承、活塞環(huán)、支撐環(huán)、密封環(huán)（函）、閥片、耐磨圈等。熱膨脹系數小，跟著溫度的改變(可由環(huán)境溫度的改變或工作過程中摩擦生熱導致)，PEEK材料零件的尺度改變很小。

國內PEEK材料研發(fā)的歷程

我國從“七·五”計劃開始，在國家科技攻關計劃和“863”計劃中分別設立專項進行獨立自主的研究開發(fā)，吉林大學是承擔這些研究計劃的單位，終在“八·五”期間完成了10t/y的擴試。鑒定結果表明，材料主要性能指標達到國外同類產品水平。目前，國內開發(fā)的這一產品已取得了幾項國家發(fā)明專利，擁有了獨立自主的知識產權，形成了批量生產能力，不僅滿足了發(fā)展我國的需要，也為民用高技術的發(fā)展提供了材料來源。歐洲某車型有44個零部件采用了PEEK塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制品。在此基礎上，“九·五”科技攻關計劃立項50t/y的中試，完成后又被國家發(fā)改委在“十·五”期間列為建設500t/y規(guī)模產業(yè)化示范工程，并于2003年底建成投產，從而使我國成為目前繼英國Victrex公司之后第二個能自主生產這種塑料的國家，打破了Victrex公司長達20多年的壟斷地位。另外，由于此項技術不僅擁有獨立自主的知識產權，而且實現了全部生產設備和原料的國產化，因此生產成本低，取得了顯著的經濟效益。

PEEK的主要應用領域

辦公用機械零部件領域：對于復印機的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等，用PEEK樹脂代替金屬作為它們的材料時，可以使部件輕量化、耐疲勞，并能夠做到無油潤滑。

電線包覆領域：PEEK包覆層有很好的阻燃性，不加任何阻燃劑，其阻燃級別即可達UL94V-0級。PEEK樹脂也具有耐剝離性、耐輻照性（109拉德）等優(yōu)點，因此用在以及核能等相關領域的特種電線。

板材、棒材等領域：PEEK在一些特殊領域應用過程中，經常會遇到數量少、品種多的現象，這時用棒、板等型材進行機械加工制造是十分有利的。

纖維領域：PEEK纖維（包括單絲）工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中。在復合材料領域，PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外，其魅力還在于它的耐化學藥品性和耐磨性。