विशेष इंजीनियरिंग प्लास्टिक पॉलीथर ईथर कीटोन (PEEK) की अनुप्रयोग प्रगति

पॉलीथर ईथर कीटोन (PEEK) को पहली बार 1977 में इंपीरियल केमिकल (ICI) द्वारा विकसित किया गया था और आधिकारिक तौर पर 1982 में VICTREX®PEEK के रूप में बेचा गया था। 1993 में, VICTREX ने ICI उत्पादन संयंत्र का अधिग्रहण किया और एक स्वतंत्र कंपनी बन गई। वीगास के पास बाजार में पॉली (ईथर कीटोन) उत्पादों की सबसे विस्तृत श्रृंखला है, जिसकी वर्तमान क्षमता 4,250T/वर्ष है। इसके अलावा, 2900T की वार्षिक क्षमता वाला तीसरा VICTREX® पॉली (ईथर कीटोन) प्लांट 2015 की शुरुआत में लॉन्च किया जाएगा, जिसकी क्षमता 7000 T/a से अधिक होगी।

Ⅰ. प्रदर्शन का परिचय 

पॉली (एरिल ईथर कीटोन) के सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद के रूप में PEEK, इसकी विशेष आणविक संरचना पॉलिमर को उच्च तापमान प्रतिरोध, अच्छा यांत्रिक प्रदर्शन, स्व-स्नेहन, आसान प्रसंस्करण, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, लौ मंदक, स्ट्रिपिंग प्रतिरोध, विकिरण प्रतिरोध, इन्सुलेशन स्थिरता प्रदान करती है। हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध और आसान प्रसंस्करण, जैसे उत्कृष्ट प्रदर्शन, को अब सर्वश्रेष्ठ थर्मोप्लास्टिक इंजीनियरिंग प्लास्टिक के रूप में मान्यता प्राप्त है। 

1 उच्च तापमान प्रतिरोध

VICTREX PEEK पॉलिमर और मिश्रणों में आम तौर पर 143 डिग्री सेल्सियस का ग्लास संक्रमण तापमान, 343 डिग्री सेल्सियस का पिघलने बिंदु, 335 डिग्री सेल्सियस (आईएसओ75एएफ, कार्बन फाइबर भरा) तक थर्मल विकृतीकरण तापमान और 260 डिग्री का निरंतर सेवा तापमान होता है। सी (UL746बी, कोई भरण नहीं)। 

2. पहनने का प्रतिरोध

VICTREX PEEK पॉलिमर सामग्री उत्कृष्ट घर्षण और पहनने के प्रतिरोध प्रदान करती है, विशेष रूप से पहनने के लिए प्रतिरोधी संशोधित घर्षण ग्रेड ग्रेड में, दबाव, गति, तापमान और संपर्क सतह खुरदरापन की एक विस्तृत श्रृंखला पर। 

3. रासायनिक प्रतिरोध

VICTREX PEEK निकल स्टील के समान है, जो अधिकांश रासायनिक वातावरणों में, यहां तक ​​कि उच्च तापमान पर भी उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है।

4. आग, हल्का धुआं और गैर विषैला

VICTREX PEEK पॉलिमर सामग्री बहुत स्थिर है, 1.5 मिमी नमूना, ज्वाला मंदक के बिना ul94-V0 ग्रेड। इस सामग्री की संरचना और अंतर्निहित शुद्धता इसे आग लगने की स्थिति में बहुत कम धुआं और गैस पैदा करने में सक्षम बनाती है।

5. हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध

विक्ट्रेक्स पीक पॉलिमर और मिश्रण पानी या उच्च दबाव वाली भाप के रासायनिक हमले के प्रति प्रतिरोधी हैं। उच्च तापमान और दबाव पर पानी में लगातार उपयोग किए जाने पर इस सामग्री से बने हिस्से उच्च स्तर के यांत्रिक गुणों को बनाए रख सकते हैं।

6. उत्कृष्ट विद्युत गुण

VICTREX PEEK आवृत्तियों और तापमानों की एक विस्तृत श्रृंखला पर उत्कृष्ट विद्युत प्रदर्शन प्रदान करता है।

इसके अलावा, VICTREX PEEK पॉलिमर सामग्री में उच्च शुद्धता, पर्यावरण संरक्षण, आसान प्रसंस्करण और अन्य विशेषताएं भी हैं।

Ⅱ. उत्पादन स्थिति पर शोध

PEEK के सफल विकास के बाद से, अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ, इसे लोगों द्वारा व्यापक रूप से पसंद किया गया है और यह तेजी से एक नया शोध फोकस बन गया है। PEEK के रासायनिक और भौतिक संशोधन और संवर्द्धन की एक श्रृंखला ने PEEK के अनुप्रयोग क्षेत्र का और विस्तार किया है।

1. रासायनिक संशोधन

रासायनिक संशोधन विशेष कार्यात्मक समूहों या छोटे अणुओं को पेश करके बहुलक की आणविक संरचना और नियमितता को बदलना है, जैसे: मुख्य श्रृंखला पर ईथर कीटोन समूहों के अनुपात को बदलना या अन्य समूहों को पेश करना, ब्रांचिंग क्रॉसलिंकिंग, साइड चेन समूह, ब्लॉक कोपोलिमराइजेशन और इसके थर्मल गुणों को बदलने के लिए मुख्य श्रृंखला पर यादृच्छिक कॉपोलीमराइजेशन।

VICTREX®HT™ और VICTREX®ST™ क्रमशः PEK और PEKEKK हैं। VICTREX®HT™ और VICTREX®ST™ के E/K अनुपात का उपयोग पॉलिमर के उच्च तापमान प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।

2. भौतिक संशोधन

रासायनिक संशोधन की तुलना में, भौतिक संशोधन का प्रयोग व्यवहार में अधिक व्यापक रूप से किया जाता है, जिसमें फिलिंग एन्हांसमेंट, सम्मिश्रण संशोधन और सतह संशोधन शामिल हैं।

1) पैडिंग संवर्द्धन

सबसे आम फिलिंग सुदृढीकरण फाइबर सुदृढीकरण है, जिसमें ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर सुदृढीकरण और अर्लीन फाइबर सुदृढीकरण शामिल हैं। प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर और अरिमिड फाइबर का PEEK के साथ अच्छा संबंध है, इसलिए उन्हें अक्सर PEEK को बढ़ाने, उच्च-प्रदर्शन मिश्रित सामग्री बनाने और PEEK राल की ताकत और सेवा तापमान में सुधार करने के लिए भराव के रूप में चुना जाता है। एचएमएफ-ग्रेड VICTREX का एक नया कार्बन फाइबर से भरा कंपोजिट है जो वर्तमान उच्च शक्ति कार्बन फाइबर से भरे VICTREX PEEK श्रृंखला की तुलना में बेहतर थकान प्रतिरोध, मशीनेबिलिटी और उत्कृष्ट यांत्रिक गुण प्रदान करता है।

घर्षण और घिसाव को कम करने के लिए, सुदृढीकरण में सुधार के लिए अक्सर पीटीएफई, ग्रेफाइट और अन्य छोटे कणों को जोड़ा जाता है। बीयरिंग जैसे उच्च-घिसाव वाले वातावरण में उपयोग के लिए वियर ग्रेड को VICTREX द्वारा विशेष रूप से संशोधित और सुदृढ़ किया जाता है।

2) सम्मिश्रण संशोधन

PEEK उच्च ग्लास संक्रमण तापमान के साथ कार्बनिक बहुलक सामग्री के साथ मिश्रित होता है, जो न केवल कंपोजिट के थर्मल गुणों में सुधार कर सकता है और उत्पादन लागत को कम कर सकता है, बल्कि यांत्रिक गुणों पर भी काफी प्रभाव डाल सकता है।

VICTREX®MAX-Series™ SABIC इनोवेटिव प्लास्टिक पर आधारित VICTREX PEEK पॉलिमर सामग्री और प्रामाणिक EXTEM®UH थर्मोप्लास्टिक पॉलीमाइड (TPI) रेजिन का मिश्रण है। उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध के साथ उच्च-प्रदर्शन MAX सीरीज™ पॉलिमर सामग्री को अधिक उच्च तापमान प्रतिरोधी PEEK पॉलिमर सामग्री की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

VICTREX® T सीरीज VICTREX PEEK पॉलिमर सामग्री और सेलाज़ोल® पॉलीबेंज़िमिडाज़ोल (PBI) पर आधारित एक पेटेंट मिश्रण है। इसे फ़्यूज़ किया जा सकता है और यह सबसे अधिक मांग वाली उच्च तापमान स्थितियों के तहत आवश्यक उत्कृष्ट ताकत, पहनने के प्रतिरोध, कठोरता, रेंगना और थर्मल गुणों को पूरा कर सकता है।

3) सतही संशोधन

तरल सिलिकॉन के अग्रणी उत्पादक वेकर के सहयोग से किए गए VICTREX के शोध से पता चला है कि VICTREX PEEK पॉलिमर कठोर और लचीले सिलिकॉन दोनों की ताकत को अन्य इंजीनियर प्लास्टिक के चिपकने वाले गुणों के साथ जोड़ता है। डालने के रूप में PEEK घटक, तरल सिलिकॉन रबर, या डबल घटक इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक के साथ लेपित, उत्कृष्ट आसंजन प्राप्त कर सकता है। VICTREX PEEK इंजेक्शन मोल्ड का तापमान 180 डिग्री सेल्सियस है। इसकी गुप्त गर्मी सिलिकॉन रबर को तेजी से ठीक करने में सक्षम बनाती है, जिससे समग्र इंजेक्शन चक्र कम हो जाता है। यह दो-घटक इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक का लाभ है।

3. दूसरा

1) VICOTE™ कोटिंग्स

VICTREX ने आज की कई कोटिंग प्रौद्योगिकियों में प्रदर्शन संबंधी कमियों को दूर करने के लिए एक PEEK आधारित कोटिंग, VICOTE™ पेश की है। VICOTE™ कोटिंग्स उच्च तापमान, पहनने के प्रतिरोध, शक्ति, स्थायित्व और खरोंच प्रतिरोध के साथ-साथ उन अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लाभों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है जो उच्च तापमान, रासायनिक संक्षारण और पहनने जैसी चरम स्थितियों के संपर्क में हैं, चाहे औद्योगिक, मोटर वाहन, खाद्य प्रसंस्करण, अर्धचालक, इलेक्ट्रॉनिक्स या फार्मास्युटिकल हिस्से। VICOTE™ कोटिंग्स विस्तारित सेवा जीवन, बेहतर प्रदर्शन और कार्यक्षमता, कम समग्र सिस्टम लागत और उत्पाद भिन्नता प्राप्त करने के लिए बढ़ी हुई डिज़ाइन स्वतंत्रता प्रदान करती हैं।

2) APTIV™ फिल्में

APTIV™ फिल्में VICTREX PEEK पॉलिमर में निहित गुणों और विशेषताओं का एक अनूठा संयोजन प्रदान करती हैं, जो उन्हें उपलब्ध सबसे बहुमुखी उच्च-प्रदर्शन फिल्म उत्पादों में से एक बनाती है। नई APTIV फिल्में बहुमुखी हैं और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, जिनमें मोबाइल फोन स्पीकर और उपभोक्ता स्पीकर के लिए कंपन फिल्में, तार और केबल इन्सुलेशन और घुमावदार जैकेट, दबाव कनवर्टर और सेंसर डायाफ्राम, औद्योगिक और इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए प्रतिरोधी सतह, विद्युत सब्सट्रेट शामिल हैं। और विमानन इन्सुलेशन लगा।

Ⅲ, आवेदन क्षेत्र

PEEK का लॉन्च के बाद से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा, औद्योगिक, सेमीकंडक्टर और चिकित्सा क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

1. एयरोस्पेस

एयरोस्पेस PEEK का प्रारंभिक अनुप्रयोग क्षेत्र है। एयरोस्पेस की विशिष्टता के लिए लचीली प्रसंस्करण, कम प्रसंस्करण लागत और हल्की सामग्री की आवश्यकता होती है जो कठोर वातावरण का सामना कर सके। PEEK विमान के हिस्सों में एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं की जगह ले सकता है क्योंकि यह असाधारण रूप से मजबूत, रासायनिक रूप से निष्क्रिय और ज्वाला मंदक है, और इसे आसानी से बहुत कम सहनशीलता वाले भागों में ढाला जा सकता है।

विमान के अंदर, वायर हार्नेस क्लैंप और पाइप क्लैंप, इम्पेलर ब्लेड, इंजन रूम डोर हैंडल, इंसुलेशन कवरिंग फिल्म, कंपोजिट फास्टनर, टाई वायर बेल्ट, वायर हार्नेस, नालीदार आस्तीन, आदि के सफल मामले सामने आए हैं। बाहरी रेडोम, लैंडिंग गियर हब कवर, मैनहोल कवर, फेयरिंग ब्रैकेट इत्यादि।

PEEK रेजिन का उपयोग रॉकेट, बोल्ट, नट और रॉकेट इंजन के हिस्सों के लिए बैटरी बनाने के लिए भी किया जा सकता है।

2. स्मार्ट गद्दा

वर्तमान में, ऑटोमोटिव उद्योग को वाहन के वजन, लागत को कम करने और उत्पाद के प्रदर्शन को अधिकतम करने के दोहरे प्रदर्शन की आवश्यकता है, विशेष रूप से लोगों की वाहन आराम और स्थिरता की खोज, संबंधित एयर कंडीशनिंग, इलेक्ट्रिक विंडोज, एयरबैग और एबीएस ब्रेकिंग सिस्टम उपकरण का वजन भी है की बढ़ती। PEEK रेज़िन के फायदे, जैसे अच्छा थर्मोडायनामिक प्रदर्शन, घर्षण प्रतिरोध, कम घनत्व और आसान प्रसंस्करण, का उपयोग ऑटो पार्ट्स बनाने के लिए किया जाता है। जबकि प्रसंस्करण लागत बहुत कम हो जाती है, न केवल वजन 90% तक कम किया जा सकता है, बल्कि लंबे समय तक सेवा जीवन की गारंटी भी दी जा सकती है। इसलिए, स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम के विकल्प के रूप में PEEK का उपयोग इंजन के आंतरिक आवरण की सामग्री के निर्माण के लिए किया जाता है। ट्रांसमिशन, ब्रेक और एयर कंडीशनिंग सिस्टम अनुप्रयोगों के अलावा ऑटोमोटिव बीयरिंग, गास्केट, सील, क्लच रिंग और अन्य घटकों का निर्माण भी कई हैं।

3. इलेक्ट्रॉनिक्स

VICTREX PEEK में उच्च तापमान प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, कम अस्थिरता, कम निष्कर्षण, कम नमी अवशोषण, पर्यावरण संरक्षण और लौ मंदक, आकार स्थिरता, लचीली प्रसंस्करण आदि की विशेषताएं हैं। इसका व्यापक रूप से कंप्यूटर, मोबाइल फोन में उपयोग किया जाता है। सर्किट बोर्ड, प्रिंटर, प्रकाश उत्सर्जक डायोड, बैटरी, स्विच, कनेक्टर, हार्ड डिस्क ड्राइव और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।

4. ऊर्जा उद्योग

ऊर्जा उद्योग में सफल विकास के लिए सही सामग्रियों का चयन अक्सर प्रमुख कारकों में से एक के रूप में देखा जाता है, और हाल के वर्षों में परिचालन प्रदर्शन में सुधार और घटक विफलता से जुड़े डाउनटाइम के जोखिम को कम करने के लिए VICTREX PEEK ऊर्जा उद्योग में तेजी से लोकप्रिय हो गया है।

VICTREX PEEK का उपयोग ऊर्जा उद्योग द्वारा अपने उच्च ताप प्रतिरोध, विकिरण प्रतिरोध, हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, स्व-स्नेहन, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध और उत्कृष्ट विद्युत प्रदर्शन के लिए किया जा रहा है, जैसे कि उप-समुद्र में एकीकृत वायरिंग हार्नेस पाइपलाइन, तार और केबल, विद्युत कनेक्टर, डाउनहोल सेंसर , बियरिंग्स, बुशिंग, गियर, सपोर्ट रिंग और अन्य उत्पाद। तेल और गैस में जल विद्युत, भूतापीय, पवन ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा, सौर ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

APTIV™ फ़िल्में और VICOTE™ कोटिंग्स का भी उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

5. अन्य

यांत्रिक उद्योग में, PEEK रेजिन का उपयोग आमतौर पर कंप्रेसर वाल्व, पिस्टन रिंग, सील और विभिन्न रासायनिक पंप बॉडी और वाल्व भागों को बनाने के लिए किया जाता है। भंवर पंप के प्ररित करनेवाला बनाने के लिए स्टेनलेस स्टील के बजाय इस राल का उपयोग स्पष्ट रूप से पहनने की डिग्री और शोर के स्तर को कम कर सकता है, और इसकी सेवा जीवन को बढ़ा सकता है। इसके अलावा, आधुनिक कनेक्टर एक अन्य संभावित बाजार हैं क्योंकि PEEK पाइप असेंबली सामग्री के विनिर्देशों को पूरा करता है और विभिन्न चिपकने वाले पदार्थों का उपयोग करके उच्च तापमान पर जोड़ा जा सकता है।

सेमीकंडक्टर उद्योग बड़े वेफर्स, छोटे चिप्स, संकरी रेखाओं और लाइन की चौड़ाई के आकार आदि की ओर विकसित हो रहा है। VI CTREx PEEK पॉलिमर सामग्री के वेफर निर्माण, फ्रंट-एंड प्रोसेसिंग, प्रसंस्करण और निरीक्षण और बैक-एंड प्रोसेसिंग में स्पष्ट लाभ हैं।

चिकित्सा उद्योग में, PEEK रेजिन 134 डिग्री सेल्सियस पर ऑटोक्लेविंग के 3000 चक्रों तक का सामना कर सकता है, जो इसे उच्च नसबंदी आवश्यकताओं वाले सर्जिकल और दंत चिकित्सा उपकरणों के निर्माण के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें बार-बार उपयोग की आवश्यकता होती है। PEEK राल गर्म पानी, भाप, सॉल्वैंट्स और रासायनिक अभिकर्मकों आदि में उच्च यांत्रिक शक्ति, अच्छा तनाव प्रतिरोध और हाइड्रोलिसिस स्थिरता दिखा सकता है। इसका उपयोग उच्च तापमान भाप कीटाणुशोधन की आवश्यकता वाले विभिन्न चिकित्सा उपकरणों के निर्माण के लिए किया जा सकता है। PEEK में न केवल हल्के वजन, गैर विषैले और संक्षारण प्रतिरोध के फायदे हैं, बल्कि यह मानव कंकाल के सबसे करीब की सामग्री भी है, जिसे शरीर के साथ कार्बनिक रूप से जोड़ा जा सकता है। इसलिए, धातु के बजाय मानव कंकाल के निर्माण के लिए PEK राल का उपयोग चिकित्सा क्षेत्र में PEEK का एक और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।

Ⅳ, संभावनाएँ

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ-साथ, लोग सामग्री की आवश्यकता के प्रति अधिक से अधिक उच्च होंगे, विशेष रूप से वर्तमान ऊर्जा की कमी में, वजन घटाने के लेखक हर उद्यम को इस प्रश्न पर विचार करना चाहिए, स्टील के बजाय प्लास्टिक अपरिहार्य प्रवृत्ति है विशेष इंजीनियरिंग प्लास्टिक के लिए सामग्रियों के विकास की झलक, "सार्वभौमिक" मांग अधिक से अधिक होगी, साथ ही अधिक से अधिक व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र भी होगा।