PEEK چیست؟

PEEK چیست؟

پلی اتر اتر کتون (PEEK) و مواد کامپوزیتی اصلاح ‌شده آن عملکرد بسیار خوبی در شرایط دمای بالا و رطوبت بالا دارند. PEEK همچنین مقاومت عالی در برابر خوردگی شیمیایی، خواص خود روانکاری و مقاومت سایشی دارد. بنابراین به ایده ‌آل‌ترین ماده برای جایگزینی آلیاژهای مس و لاستیک معمولی تبدیل شده است. PEEK در مقایسه با این آلیاژها، عمر مفید بیشتری دارد که می‌تواند هزینه‌های عملیاتی تجهیزات را کاهش داده و قابلیت اطمینان عملیاتی تجهیزات را بهبود بخشد.

همچنین عملکرد آن می‌تواند در محدوده دمایی از -196 تا 260 درجه سانتیگراد پایدار بماند. در شرایط کاری بسیار سخت، می‌تواند برای مدت کوتاهی دمای 300 سانتیگراد را تحمل کند. حتی در دماهای بالای چندین کیلومتر در محیط کار زیرزمینی نیز قابل اعتماد است. از برترین خواص PEEK موارد زیر قابل ذکر هستند.

1. مقاومت سایشی بالا

PEEK در مقایسه با سایر پلاستیک‌ها، در برابر فشار و ضربه مقاوم است و همچنین مقاومت خوبی در برابر خستگی دارد.

2. افزایش عمر مفید

محلول‌های آب ‌بندی PEEK می‌توانند عمر مفید قطعه را بهبود بخشند. برخی از شرکت‌های شیمیایی از ماده اصلاح‌ شده پلی تترافلوئورواتیلن برای جایگزینی ماده اصلی استفاده می‌کنند که عمر مفید قطعات سایشی را ۱.۳ تا ۳ برابر افزایش می‌دهد.

3. مقاومت در برابر خوردگی

PEEK از نظر شیمیایی بی‌ اثر است و هیچ واکنشی با اکثر اسیدها، روغن‌ها، گریس‌ها و سایر حلال‌ها یا آنزیم‌های آلی و معدنی ندارد و همچنان می‌تواند استحکام و پایداری ابعادی خوبی را حفظ کند.

4. خود روان کننده

PEEK ضریب اصطکاک پایین و مقاومت در برابر حرکت پایینی دارد و در برخی شرایط کاری می‌تواند بدون روغن استفاده شود. تجهیزات تمیزتر هستند و بنابراین قابلیت اطمینان فرآیند، بهره ‌وری انرژی و صرفه‌ جویی در هزینه‌ها را بهبود می‌بخشند.

5. طراحی متنوع

قالب‌های تزریقی می‌توانند برای قالب‌ گیری تزریقی سریع مقادیر زیادی از قطعات پیچیده با شکل خاص استفاده شوند و هزینه آنها در مقایسه با ماشینکاری کم است.

به طور خلاصه، از ویژگی‌ها و مزایای اساسی PEEK باید به مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت سایشی، خود روانکاری، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا، پردازش آسان، مقاومت در برابر هیدرولیز، مقاومت در برابر شعله، کم دود و غیر سمی بودن، عملکرد الکتریکی، مقاومت در برابر تابش و پایداری ابعادی اشاره کرد.

با توسعه صنعت هوافضا، عملکرد بالا، قابلیت اطمینان بالا و هزینه پایین هواپیماهای پیشرفته، وسایل پرتاب و ماهواره‌ها تا حد زیادی به دلیل کاربرد گسترده مواد جدید و فرآیندهای جدید است. مواد کامپوزیتی پیشرفته بخش مهمی از محصولات پیشرفته هوافضا هستند. مواد کامپوزیتی همچون PEEK دارای مزایای مقاومت حرارتی بسیار بالا (دمای تغییر شکل حرارتی می‌تواند به 340 درجه سانتیگراد برسد)، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اصطکاک و زیست سازگاری خوبی هستند. این مواد می‌توانند به طور موثر وزن ساختاری هواپیما، وسایل پرتاب و ماهواره را کاهش داده، بار مفید و برد را افزایش دهند و هزینه‌ها را نیز به حداقل برسانند.

علاوه براین، این مواد کامپوزیتی دارای خواص مکانیکی بسیار بالا و مقاومت در برابر ضربه بالاتری نسبت به مواد کامپوزیتی ترموست سنتی هستند. می‌توان از آنها برای پردازش اجزای پوسته ارابه فرود هواپیما و در عین حال کاهش وزن هواپیما استفاده کرد. یا به طور گسترده در لبه‌های جلویی بال‌های هواپیماهای غیرنظامی، قطعات داخلی هواپیما ازجمله قاب صندلی، براکت‌ها، تیرک‌ها و لوله‌های ورودی هوا استفاده شوند.

کاربرد PEEKدر حوزه هوانوردی

از PEEK به طور کلی در دم کاملا اتوماتیک، دیواره بدنه، پوسته بدنه، درب جلو ارابه فرود، درب اصلی ارابه فرود، دیواره بال، لبه افقی وغیره استفاده شده است. به عنوان مواد انتقال دهنده موج، رزین‌های PEEK و PES و سایر رزین‌ها دارای ویژگی‌های انتقال راداری نسبتا خوب و صرفه‌ جویی در مصرف انرژی هستند. هنگامی که امواج رادار به این مواد کامپوزیتی مبتنی بر رزین تابانده می‌شوند، تشکیل امواج الکترومغناطیسی خزنده آسان نیست. الیاف کربن و نخ ترکیبی چند رشته‌ای PEEK گرید تقویت کننده یک جهته برای ساخت روتورهای هلیکوپتر و برخی از قطعات مهم پوسته مناسب است.

به طور خلاصه، PEEK عملکرد فوق ‌العاده‌ای دارد. هنگامی که با فیبر کربن پیوسته ترکیب می‌شود، عملکرد این دو ماده به طور مؤثر ترکیب شده و عملکرد کلی حتی بهتر می‌شود. به دلیل عملکرد عالی، مواد کامپوزیت ترموپلاستیک فیبر کربن پیوسته CF/PEEK به طور گسترده در زمینه‌های هوافضا، پزشکی، خودرو و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته و همچنین مورد توجه و تحقیق دانشگاه‌های بزرگ، موسسات تحقیقاتی علمی و واحدهای شرکتی قرار گرفته‌اند.

مزایای کامپوزیت‌های فیبر کربن پیوسته CF/PEEK

1. ازدیاد طول خوب در نقطه شکست و چقرمگی شکست

PEEK به عنوان نماینده‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک با کارایی بالا، دارای چقرمگی شکست تا 2.0 کیلوماژول است که 20 برابر رزین اپوکسی است.

2. مقاومت عالی در برابر لایه لایه شدن و خستگی

PEEK مقاومت ضربه خوبی دارد و یکی از بهترین مقاومت‌های ضربه را در بین رزین‌های مقاوم در برابر حرارت دارد. در عین حال، دارای استحکام بالا، پایداری ابعادی خوب، ضریب انبساط خطی کوچک و خواص ضد خزش و ضد خستگی عالی در درازمدت است.

3. مقاومت عالی در برابر خوردگی شیمیایی

PEEK مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد و در برابر اسیدها، قلیاها و تقریبا همه حلال‌های آلی بسیار مقاوم است. این ماده فقط توسط هالوژن‌ها و اسیدهای قوی در دماهای بالا خورده می‌شود و در دمای اتاق فقط در اسید سولفوریک غلیظ محلول است.

4. مقاومت عالی در برابر رطوبت و گرما

PEEK میزان جذب رطوبت پایینی دارد و در برابر رطوبت و گرما مقاومت خوبی دارد. این ماده همچنان می‌تواند خواص مکانیکی خوبی را در دمای بالا و رطوبت بالا حفظ کند. علاوه براین، مقاومت هیدرولیز فوق ‌العاده‌ای دارد، جذب رطوبت و نفوذ پذیری آن کم است و در برابر بخار، آب و آب دریا مقاوم است.

5. سایش لغزشی و سایش سایشی عالی

PEEK می‌تواند مقاومت سایشی بالا و ضریب اصطکاک پایین را در دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد حفظ کند.

6. زیست‌ سازگاری

مطالعات نشان داده‌اند که PEEK تقویت ‌شده با فیبر کربن کوتاه که به عنوان ماده پروتز در حیوانات کاشته می‌شود، سمیت سلولی کمی دارد، شاخص‌های سمیت سلولی مواد ایمپلنت پزشکی را برآورده می‌کند و سازگاری خوبی با خون و بافت دارد.

7. شفاف در برابر اشعه ایکس

PEEK دارای خواص انتقال خوبی است و در معاینات اشعه ایکس و سی تی اسکن، آرتیفکت‌هایی مانند ایمپلنت‌های فلزی ایجاد نمی‌کند و انجام معاینات پزشکی را برای بیماران آسان‌تر می‌کند.

و در پایان

با توسعه و به‌ روزرسانی فناوری مواد پلیمری، PEEK با عملکرد عالی به طور گسترده در تجهیزات پیشرفته انفرادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با جایگزینی تجهیزات پشتیبانی برای سربازان انفرادی، بر عملکرد جامع و الزامات سبک وزن تجهیزات تاکید می‌شود تا سربازان بتوانند مسافت‌های طولانی را طی کرده و در نبردهای عمیق شرکت کنند. PEEK همچنین به دلیل چگالی کم، پیشرفت‌ها و موفقیت‌های بزرگی در کاهش وزن قطعات تجهیزات قابل حمل انفرادی داشته است و میزان استفاده از تجهیزات و شعاع جنگی سربازان انفرادی را تا حد زیادی نیز بهبود بخشیده است. امروزه در صنعت هوافضا، طراحان و سازندگان بر استفاده از PEEK با هدف جایگزینی آلیاژ تیتانیوم (4.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب) و آلیاژ آلومینیوم (4.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب) به منظور دستیابی به قطعات سبک متمرکز هستند.