Quando si sceglie il giusto materiale composito PEEK, ci si mette sempre nei guai e non si sa quale materiale scegliere. Oggi confronteremo il peek non riempito e il peek in fibra di carbonio per migliorare la tua conoscenza dei materiali peek.
Il PEEK non riempito è un polimero termoplastico ad alte prestazioni in resina pura 100% senza riempitivi o rinforzi. È di colore beige o naturale a temperatura ambiente e può essere trasformato in vari profili semilavorati, come fogli PEEK, barre PEEK, tubi PEEK, ecc. Ha il più alto allungamento e tenacità, eccellenti proprietà meccaniche e chimiche ed è adatto per applicazioni che richiedono stabilità chimica e conformità FDA. Può essere utilizzato ininterrottamente in ambienti ad alta temperatura di 250 °C.
Il PEEK riempito di carbonio è denominato CF PEEK. Diverse proporzioni di fibra di carbonio, come 10%-30%, vengono aggiunte al peek non riempito per migliorare le prestazioni del peek. Naturalmente, le prestazioni saranno diverse se vengono aggiunte diverse proporzioni.
Di solito utilizziamo la fibra di carbonio 30% come riferimento. Il colore del PEEK riempito di carbonio è solitamente nero. Rispetto al peek non riempito, il PEEK in fibra di carbonio migliora significativamente la resistenza alla compressione, la rigidità e la resistenza all'usura, riduce il coefficiente di dilatazione termica e aumenta la conduttività termica. È molto adatto per applicazioni che richiedono elevata resistenza e elevata resistenza all'usura. E accessori ad alta stabilità termica.
| Proprietà | PEEK non compilato | PEEK riempito di carbonio | Risultati |
| Densità | 1,31 g/cm³ | 1,41 g/cm³ | / |
| Resistenza alla trazione | 16.000 psi (110 MPa) | 19.000 psi (131 MPa) | PEEK riempito di carbonio |
| Modulo di tensione | 500.000 psi (3.448 MPa) | 1.100.000 psi (7.586 MPa) | PEEK riempito di carbonio |
| Resistenza alla flessione | 25.000 psi (172 MPa) | 25.750 psi (177 MPa) | PEEK riempito di carbonio |
| Modulo a flessione | 600.000 psi (4.137 MPa) | 1.250.000 psi (8.620 MPa) | PEEK riempito di carbonio |
| Resistenza alla compressione | 20.000 psi (138 MPa) | 29.000 psi (200 MPa) | PEEK riempito di carbonio |
| Temperatura di deflessione del calore | 162 °C | 291 °C | PEEK riempito di carbonio |
| Assorbimento dell'acqua | 0.001 | 0.0006 | PEEK riempito di carbonio |
| Coefficiente di espansione termica | 2,6 x 10^-5 pollici/pollice/°F | 1,0 x 10^-5 pollici/pollice/°F | PEEK riempito di carbonio |
| Resistenza all'usura | Moderare | Eccellente | PEEK riempito di carbonio |
| Conduttività elettrica | Isolante | Conduttivo | PEEK riempito di carbonio |
| Resistenza chimica | Eccellente; resistente alla maggior parte dei prodotti chimici e solventi | Eccellente; resistenza simile con maggiore durata | PEEK riempito di carbonio |
| Isolamento elettrico | Eccellente; elevata rigidità dielettrica | Moderato; conduttività migliorata grazie al contenuto di carbonio | PEEK riempito di carbonio |
| Conduttività termica | Basso (~0,25 W/m·K) | Elevato (~3,5 volte superiore al PEEK non riempito) | PEEK non compilato |
| Allungamento a rottura | 0.2 | 0.05 | PEEK riempito di carbonio |
| Proprietà termali | Temperatura massima di servizio: 480°F (250°C) | Temperatura massima di servizio: 600°F (316°C) | PEEK riempito di carbonio |
| Durezza | Motore Rockwell M100 | Motore Rockwell M102 | PEEK riempito di carbonio |
| Resistenza alla fiamma | UL 94 V-0 | UL 94 V-0 | STESSO |
| Coefficiente di attrito | ~0.25 | Inferiore a causa del carbonio; ~0,05 in condizioni di lubrificazione | PEEK riempito di carbonio |
| Resistività | Alta resistività | Minore resistività dovuta al contenuto di carbonio | PEEK riempito di carbonio |
La resistenza alla trazione e alla compressione del PEEK caricato con carbonio è risultata superiore a quella del PEEK non caricato a causa della resistenza conferita dalle fibre di carbonio. Ciò rende il PEEK caricato con carbonio ideale per l'uso in applicazioni in cui è previsto un carico elevato.
Il modulo di trazione e il modulo di fuso della fibra di carbonio PEEK30 sono molto più elevati di quelli del PEEK non riempito, il che dimostra la maggiore rigidità del PEEK30 rinforzato con fibra di carbonio contro la deformazione sotto sforzo.
La fibra di carbonio PEEK30 ha un HDT significativamente più elevato, quindi è più indicata per applicazioni ad alta temperatura in cui la resistenza del componente gioca un ruolo fondamentale.
Questa caratteristica conferisce resistenza all'usura alla fibra di carbonio PEEK30, utile in presenza di meccanismi che scorrono o ruotano.
Due materiali analizzati dimostrano un'elevata resistenza chimica; tuttavia, l'assorbimento d'acqua leggermente inferiore della fibra di carbonio PEEK30 può rappresentare un vantaggio in condizioni di umidità.
Il materiale PEEK non riempito presenta un coefficiente di dilatazione termica inferiore a quello della fibra di carbonio PEEK30, pertanto può garantire stabilità dimensionale alle variazioni di temperatura.
| Area di applicazione | PEEK non compilato | fibra di carbonio PEEK |
| Medico | Utilizzato in impianti e strumenti chirurgici | Adatto per impianti ad alta resistenza |
| Esempi: Dispositivi di fissaggio spinale, impianti dentali | Impianti di sostituzione articolare | |
| Aerospaziale | Utilizzato nei componenti elettronici e nell'isolamento termico | Ideale per parti strutturali leggere e ad alta resistenza |
| Connettori elettrici negli aerei | Staffe alari | |
| Settore automobilistico | Utilizzato in guarnizioni, valvole e pompe | Adatto per componenti ad alto carico come ingranaggi |
| Guarnizioni della pompa del carburante | Cuscinetti ad alte prestazioni nelle auto da corsa | |
| Lavorazione alimentare | Conforme alla FDA per applicazioni a contatto con gli alimenti | Utilizzato in apparecchiature di lavorazione alimentare ad alto carico |
| Esempi: Ugelli di riempimento, pale di miscelazione | Componenti valvolari nella lavorazione alimentare ad alta temperatura | |
| Semiconduttori ed elettronica | Utilizzato negli strumenti di lavorazione dei wafer | Utilizzato in componenti elettronici ad alte prestazioni |
| Strumenti per la lucidatura chimico-meccanica | Connettori e dissipatori di calore | |
| Petrolio e gas | Utilizzato in guarnizioni e connettori elettrici | Adatto per componenti critici in ambienti difficili |
| Materiali di isolamento elettrico nei pozzi | Componenti della valvola ad alta pressione |
Tabella comparativa che analizza le difficoltà che si presentano nell'utilizzo del PEEK non caricato e del PEEK caricato con carbonio, soprattutto laddove le proprietà del PEEK in fibra di carbonio sono superiori a quelle del PEEK convenzionale.
| Aspetto | PEEK non compilato | CF PEEK |
| Processo di lavorazione | Più facile da lavorare con utensili convenzionali | Richiede utensili specializzati (ad esempio utensili diamantati) per lavorazioni di precisione a causa della maggiore durezza |
| Requisiti di raffreddamento | Possono essere utilizzati metodi di raffreddamento standard (refrigeranti liquidi) | Si preferisce l'aria pressurizzata per evitare contaminazioni e mantenere la biocompatibilità |
| Temperatura di lavorazione | Temperatura di fusione: da 350°C a 400°C | Temperatura di fusione simile, ma richiede un attento monitoraggio per prevenire la degradazione |
| Allungamento e tenacità | L'allungamento maggiore consente una più facile maneggevolezza | Minore allungamento; più incline alle crepe se non maneggiato con cura durante la lavorazione |
| Esigenze di ricottura | Potrebbe richiedere la ricottura per alleviare le tensioni interne | Più critico da ricottura a causa della suscettibilità alle cricche da stress e alla deformazione |
| Usura degli utensili | Sono sufficienti utensili da taglio standard | Maggiore usura degli utensili a causa della natura abrasiva; potrebbe essere necessario cambiare gli utensili più frequentemente |
| Stampaggio a iniezione | Le proprietà di elevato flusso facilitano lo stampaggio | Scarse proprietà di flusso; richiede pressioni di iniezione più elevate e tempi di raffreddamento più lunghi |
| Tasso di restringimento | Restringimento moderato | Minore restringimento, ma un elevato contenuto di riempitivo può portare a deformazioni se non gestito correttamente |
| Finitura superficiale | Buona finitura superficiale ottenibile | Ottenere una finitura superficiale di alta qualità è più impegnativo a causa della rigidità del materiale |
I due sottotipi di PEEK sono il PEEK rinforzato con fibra di carbonio e il PEEK non riempito, che appartengono entrambi alla categoria dei polimeri termoplastici ad alte prestazioni. Sebbene abbiano molte caratteristiche in comune, sono diversi per alcuni aspetti e hanno proprietà che li rendono ideali per usi particolari.
Se hai domande su PEEK non compilato e fibra di carbonio PEEK, per favore Contattaci e risponderemo gratuitamente.
Zhejiang Bw Industrial ha investito 15 milioni di yuan nel nuovo centro di ricerca e sviluppo della tecnologia applicativa PEEK, che è stato messo in funzione. Con l'aiuto di questo centro di ricerca e sviluppo, il nostro personale tecnico può fornire molti servizi tecnici per l'industria PEEK, tra cui principalmente:
