폴리아릴에테르케톤(PAEK) 개요

폴리아릴에테르케톤(PAEK)이라는 화학적 명칭은 구조에 아릴, 에테르 및 케톤 빌딩 블록이 얼마든지 포함된 폴리머 계열에 적용됩니다. Solvay는 AvaSpire PAEK라는 버전을 상용화했습니다. 당사 웹 사이트 전체에서 PAEK에 대한 모든 언급은 AvaSpire 등급과 관련이 있습니다. PEEK(폴리에테르에테르케톤)의 하이브리드로 간주되는 PAEK는 분자 구조에 아릴(A) 결합이 있어 고분자에 높은 모듈러스, 열 안정성 및 난연성을 부여합니다.

PAEK의 특성은 PEEK와 PEI(폴리에테르이미드) 및 PAI(폴리아미드 이미드) 와 같은 기타 초고성능 열가소성 수지 사이에 있습니다. 예를 들어, PAEK의 유리 전이 온도(Tg)는 316°F(158°C)로 PEEK보다 다소 높지만 537°F(280°C)에서 PAI의 Tg보다 훨씬 낮습니다.

PAEK는 300°F(150°C) 이상의 강성을 유지하고 전반적인 기계적 특성이 우수하기 때문에 응력 부하 및 화학적 환경에 따라 특정 응용 분야에서 PEEK를 대체할 수 있습니다. 또한 많은 양의 특정 부품 또는 스톡 모양 크기가 필요한 응용 분야에 대해 PEEK에 대한 경제적인 옵션이 될 수 있습니다.

PAEK 수지 등급

Solvay는 AvaSpire® PAEK 상표명으로 여러 등급 제품군의 PAEK를 생산 및 공급합니다. 비보강 등급은 다양한 용융 공정 및 응용 분야의 요구 사항을 충족하기 위해 용융 흐름 특성이 다소 다릅니다. 열 성능 면에서 비강화 등급은 316°F(158°C)의 유사한 Tg를 가지며 유사한 수준의 기계적 특성 및 치수 안정성을 나타냅니다. 내마모성 제형도 사용할 수 있습니다. 유리 및 탄소 섬유 강화 PAEK 포뮬레이션은 열가소성 재료의 충전되지 않은 버전보다 더 높은 강도와 강성을 요구하는 응용 분야를 위해 개발되었습니다.

비보강 및 섬유 강화 등급 모두 압출 및 사출 성형 에 의한 용융 가공에 사용할 수 있습니다. 압출 필름 및 얇은 튜브에 적합한 용융 특성을 가진 비보강 등급도 AvaSpire PAEK 수지 제품군 내에서 사용할 수 있습니다.

PAEK 수지의 주목할만한 특징은 착색성입니다. 이는 재료 선택 기준이 고성능 플라스틱의 열 성능 한계까지 미학과 강도 유지를 포함하는 외관 부품에 대한 이점입니다. 이 범주의 일반적인 PAEK 응용 프로그램에는 의료 및 치과 기구 핸들, 전기 장치용 하우징 및 구성 요소가 있습니다.

가공용 PAEK 스톡 형상

Drake Plastics는 다양한 PAEK 제형으로 스톡 형상을 생산하고 생산되는 AvaSpire 등급으로 지정하여 공급합니다. 특정 등급에는 FDA 준수 및 우수한 내충격성을 갖춘 강화되지 않은 천연 소재인 AvaSpire 621 NT PAEK 가 포함됩니다. AvaSpire 621 GF30 PAEK 는 30% 유리 섬유 강화를 기반으로 더 높은 기계적 강도를 제공합니다. FDA도 준수합니다. 가공을 위한 Drake의 고강도 PAEK 스톡 형상 포트폴리오에 30% 탄소 섬유 강화 재종인 AvaSpire 621 CF30이 추가되었습니다. 기계적 특성 및 FDA 규정 준수 외에도 AvaSpire 621 CF30 PAEK 는 비보강 및 유리 강화 AvaSpire 제형보다 향상된 내마모성을 나타냅니다.

Drake는 인벤토리에서 여러 크기의 AvaSpire PAEK 스톡 모양을 제공하고 요청 시 다른 구성을 압출합니다. 또한 AvaSpire PAEK 스톡 형상의 CNC 가공 정밀 부품과 Drake 고객이 지정한 AvaSpire PAEK 등급의 사출 성형 부품도 포함됩니다.

PAEK 성능 특성

PAEK는 우수한 만능 특성을 제공하며 응용 분야의 재료를 평가할 때 종종 다른 폴리에테르케톤 중합체와 비교됩니다.

예를 들어, Solvay의 AvaSpire PAEK는 Solvay와 Victrex PLC에서 공급하는 초고성능 열가소성 수지인 PEEK와 여러 성능 영역에서 유사합니다. 눈에 띄는 차이점도 있습니다. 강도 유지에 대한 열 상한은 PAEK가 다소 높지만 PEEK는 마모 및 피로에 대한 저항이 더 큽니다. 또한 PAEK는 환경 저항성이 매우 우수한 반면 PEEK는 광범위한 화학 물질을 견딥니다. 다음 성능 요약은 몇 가지 주요 유사점과 차이점을 강조합니다.

150ºC 이상의 강도

아릴 결합이 있는 하이브리드 폴리케톤 폴리머 구조는 PEEK에 비해 300°F(150°C) 온도 범위에서 PAEK에 더 높은 수준의 강성을 제공합니다. 이는 각 재료의 Tg(유리 전이 온도) 또는 연화점에서 분명합니다. PAEK는 316°F(158°C)이고 PEEK는 302°F(150°C)입니다. 이 온도 범위에서 강도 유지는 PAEK가 PEEK보다 성능 우위를 갖는 핵심 속성입니다.

기계적 성질

PEEK는 구조적 강도 및 강성과 같은 요소에서 더 높은 성능을 나타내는 반면, PAEK는 전반적인 기계적 특성의 균형이 좋은 것으로 인식됩니다. 예를 들어, 비보강 PAEK의 굴곡 탄성률은 인상적인 450,000psi(3100MPa)를 측정하지만 537,000psi(3700MPa)의 PEEK보다 약간 낮습니다. 굽힘 강도는 PEEK의 선호도에서 유사한 백분율 차이를 보여줍니다. PEEK와 PAEK는 모두 노치 없는 충격 테스트에서 파손을 나타내지 않았지만 PAEK의 노치 충격 강도는 유사한 테스트에서 PEEK보다 약 10% 더 높습니다.

FDA 준수

배합의 첨가제에 관계없이 AvaSpire 브랜드로 공급되는 모든 PAEK 등급은 FDA를 준수합니다. 이 기능과 착색 가능성으로 인해 치과 및 의료 장비 하우징 및 기구에 적합합니다. PEEK는 동일한 유형의 애플리케이션에 대한 FDA 규정 준수 요구 사항도 충족합니다.

화학적 내성

PEEK의 고유한 고분자 구조는 다른 폴리에테르케톤에 비해 우수한 내화학성의 기초이며 석유 및 가스 및 화학 공정 장비의 구성 요소 재료로 널리 사용되는 주요 이유입니다. 그러나 모든 폴리에테르케톤은 다양한 화학적 환경에 대해 우수한 내성을 나타내며 PAEK도 예외는 아닙니다.

작동 온도, 압력 및 완성된 부품의 내부 응력 수준과 같은 변수가 모든 재료의 성능에 영향을 줄 수 있으므로 모든 애플리케이션은 실제 최종 사용 조건 및 환경에서 테스트해야 합니다.

전기적 특성

PAEK의 전기적 특성으로 인해 커넥터, 커넥터 블록 및 절연체와 같은 응용 분야에 적합합니다. Drake Plastics의 재고 형태로 제공되는 비보강 등급인 Solvay의 AvaSpire AV-621 NT PAEK의 절연 강도는 0.125인치(3.2mm) 두께에서 422V/mil(16.6kV/mm)입니다. 체적 저항은 6.2 x 10 17 Ω • cm이고 광범위한 주파수에 대한 유전 상수는 3.1입니다.

난연성

모든 폴리에테르케톤 폴리머의 경우와 마찬가지로 PAEK는 UL 테스트 두께에서 94VO 등급을 획득하는 난연성을 특징으로 합니다. 가연성 등급과 전기적 특성으로 인해 전기 장치 구성 요소, 커넥터 및 절연체의 경쟁자가 되었습니다.

일반적인 PAEK 애플리케이션

특성, 내화학성 및 착색성의 전반적인 균형이 결합되어 PAEK는 다음과 같은 응용 분야에 적합합니다.

  • PAEK의 착색성과 증기 및 기타 유형의 살균에 대한 내성을 활용하는 치과 및 수술 기구 핸들 및 전기 장치 하우징.
  • 전기 커넥터, 커넥터 블록, 전기 장비 부품 및 하우징.
  • 오일 및 가스 및 화학 처리 장비 밸브 시트, 압축기 밸브 플레이트, 부싱, 베어링 및 기타 고온 유체 취급 부품.
  • FDA 규정을 준수하고 고압 및 고온 세척 및 위생 처리에 대한 내성이 필요한 식품 및 제약 처리, 충전 및 포장 장비용 부품입니다.