以下是关于 PEEK 美国苏威(索尔维)AV-651 BK 的详细解析,涵盖其性能特点、加工适用性及抗化学性优势,结合注塑、挤出、包覆等应用场景展开说明:
一、材料基础特性与级别定义1. 基础属性树脂类型:纯 PEEK(未填充增强),黑色(BK 表示着色牌号)。
分子量分布:中高分子量(重均分子量约 50,000-60,000 g/mol),平衡加工流动性与机械强度。
熔融特性:
熔点:343℃
玻璃化转变温度(Tg):143℃
熔体粘度:中等(适合注塑、挤出及线缆包覆)。
2. 级别适用性注塑级:
通用型,适合成型复杂结构件(如齿轮、轴承、密封件),推荐壁厚 1-5 mm。
挤出级:
优化熔体稳定性,支持管材、棒材、板材挤出,挤出速度可达 0.5-1.2 m/min(取决于截面尺寸)。
包覆级:
特别设计用于线缆、金属 / 玻璃纤维芯材的包覆成型,熔体附着力强(剥离强度≥15 N/mm),可通过共挤工艺实现多层结构。
二、抗化学性解析与典型介质耐受表现1. 抗化学腐蚀机制分子结构稳定性:PEEK 分子链中的苯环与醚酮基团形成共轭体系,耐水解(pH 1-14 范围内稳定)、耐氧化(抗过氧化物侵蚀)。
无极性基团:表面能低(约 40 mN/m),不易被油类、溶剂渗透,符合 ASTM D543 化学耐受性测试标准。
2. 典型介质耐受表现98% | 室温浸泡 | 质量变化<0.1%,拉伸强度保持率>95% |
30% 氢氧化钠溶液 | 80℃浸泡 | 体积膨胀率<0.3%,断裂伸长率保持率>90% |
航空煤油(JP-8) | 室温浸泡 | 溶胀率<0.5%,冲击强度保持率>98% |
次(含氯 5%) | 室温擦拭(每日 3 次) | 表面无变色、脆化,符合医疗消毒场景需求 |
二 | 回流煮沸(140℃) | 不溶解,仅轻微溶胀(体积变化<2%) |
注:数据源自索尔维材料技术手册,实际应用需结合具体接触时间与温度验证。
三、加工工艺要点与参数建议1. 注塑成型设备要求:
螺杆长径比(L/D):20-24:1,压缩比 1.8-2.2:1(避免剪切过热)。
料筒材质:氮化钢或双合金,防止 PEEK 熔体对螺杆的磨损。
工艺参数:
料筒前段 | 360-380 | - | - |
料筒中段 | 370-390 | - | - |
料筒后段 | 350-370 | - | - |
模具温度 | 160-180 | - | - |
注塑压力 | 80-120 | - | 5-15 秒 |
保压压力 | 40-60 | - | 10-20 秒 |
冷却时间 | - | - | 20-40 秒 |
管材挤出:
口模温度:380-400℃,牵引速度:0.8-1.5 m/min,冷却介质:温水(60-80℃,减少内应力)。
应用案例:化工管道内衬管(替代不锈钢,耐强酸腐蚀),壁厚公差 ±0.05 mm。
线缆包覆:
共挤工艺:内层为 PEEK(绝缘层),外层可包覆尼龙或橡胶(增强耐磨性)。
关键参数:熔体压力 15-25 MPa,线速度 5-10 m/min,适用于航空航天线缆(耐燃油、耐高温 250℃)。
3. 后处理优化退火处理:
条件:180℃下保温 2-4 小时(随壁厚增加),缓慢冷却至室温。
作用:消除成型内应力,提升尺寸稳定性(公差从 ±0.1% 降至 ±0.05%),适用于精密机械部件。
四、典型应用场景与案例1. 化工与石油行业耐腐蚀泵部件:
注塑成型叶轮、密封环,替代不锈钢材质,用于输送浓、等介质,寿命提升 3-5 倍(某化工企业实测数据)。
管道系统:
挤出成型 PEEK 管材(直径 20-100 mm),用于高温高压(150℃,10 MPa)下的腐蚀性流体输送,如制药厂酸性废水管道。
2. 航空航天与线缆发动机线束包覆:
包覆级 PEEK 用于军用线缆绝缘层,耐航空燃油(JP-5)浸泡,满足阻燃要求(UL94 V-0),通过 NASA 太空环境测试(耐辐射、极端温度循环)。
液压系统密封件:
注塑成型 O 型圈,耐液压油(如 MIL-H-5606)腐蚀,工作温度 - 60℃~250℃,替代氟橡胶降低部件重量 40%。
3. 半导体与精密仪器晶圆传输机械臂部件:
挤出成型 PEEK 棒材加工为机械臂关节轴承,抗去离子水(电阻率≥18 MΩ・cm)腐蚀,且低颗粒释放(符合 SEMATECH 标准)。
分析仪器流路组件:
注塑成型微流控芯片通道,耐强腐蚀性试剂(如王水),用于质谱仪样品前处理模块。
五、与填充级 PEEK 的性能对比拉伸强度(MPa) | 95-105 | 130-150 | 80-90 |
断裂伸长率(%) | 15-20 | 3-5 | 10-12 |
熔体流动速率(MFR, 380℃) | 8-12 g/10min | 5-8 g/10min | 6-9 g/10min |
抗化学性(耐) | ★★★★★ | ★★★★☆(玻纤界面可能腐蚀) | ★★★★☆(PTFE 相容性影响) |
加工适用性 | 注塑 / 挤出 / 包覆全能 | 注塑为主,挤出难度高 | 注塑 / 挤出 |
认证支持:
符合 FDA 21 CFR Part 177.1570(食品接触级)、ISO 10993(医疗级需特定牌号)。
供应形式:
颗粒料(25 kg / 袋)、半成品(棒材、板材、管材),可定制配色(非黑色牌号需提前预订)。
技术服务:
索尔维提供 加工模拟(Moldflow® 分析) 和 化学兼容性测试报告,协助客户缩短开发周期。
如需针对特定介质(如浓硝酸)的腐蚀测试或定制化加工方案,可联系索尔维技术团队获取专项支持