Usoro mmepụta nke plastik polyether ether ketone (PEEK) na ojiji ya na ụlọ ọrụ ụgbọelu
Polyether ether ketone (PEEK) bụ plastik injinia dị elu nke a na-ejikarị eme ihe mgbe ihe ahụ ga-anọgide na-esi ike, kwụsie ike, ma na-eguzogide okpomọkụ n'ọnọdụ dị oke njọ. N'ime ụlọ ọrụ ụgbọelu, PEEK adọtala uche n'ihi na ọ nwere ike dochie ụfọdụ ihe dị na ígwè, ebe ọ na-enye uru dị ka ibu dị mfe, iguzogide kemịkalụ dị elu, na iguzogide ike ọgwụgwụ na iyi. Isiokwu a na-atụle usoro mmepụta PEEK site n'echiche kemịkalụ-polymer, ọkwa ụlọ ọrụ ya, na otu esi etinye ihe a n'ọrụ n'ụwa ụgbọelu.
Ileba anya na PEEK na njirimara ya
PEEK bụ nke ezinụlọ nke semicrystalline aromatic polymers. Nhazi nke agbụ ígwè ya nwere otu ether (-O-) na ketone (-CO-) nke edobere na mgbanaka aromatic. Njikọ a na-eme ka ihe siri ike na ike dị elu nke igwe na-arụ ọrụ. N'ozuzu, a maara PEEK maka ebe ọ na-agbaze nke ọma (ihe dị ka 343°C), ezigbo iguzogide okpomọkụ ogologo oge, na iguzogide ọtụtụ ihe mgbaze na kemịkalụ siri ike. Ọzọkwa, PEEK na-eguzogide radieshon ma enwere ike ịhazi ya iji mezuo ihe achọrọ maka nchekwa dịka iguzogide ọkụ, anwụrụ ọkụ, na nsí (FST), nke dị mkpa na ụlọ ndị dị n'ụgbọelu.
Ihe ndị a dị elu na-eme ka PEEK bụrụ "thermoplastic dị elu." N'adịghị ka thermosets, nke siri ike ịmegharị ozugbo, enwere ike ịmegharị PEEK, dị ka thermoplastic, site na ikpo ọkụ, na-enye mgbanwe mmepụta (dịka ọmụmaatụ, ntụtụ, mmịpụta, mkpakọ, ma ọ bụ ngwa mbipụta 3D ụfọdụ), ọ bụ ezie na ọ chọrọ ngwaọrụ nwere ike ijikwa okpomọkụ dị elu.
Ihe ndị e ji emepụta ihe na ụkpụrụ mmeghachi omume maka nhazi nke PEEK
N'ụlọ ọrụ mmepụta ihe, a na-emepụta PEEK site na iji usoro polymerization nke na-eto ngwa ngwa nke gụnyere monomers aromatic activated. Otu ụzọ sịntetik a ma ama nke ukwuu gụnyere mmeghachi omume nke dihalides aromatic na nnu bisphenolate na polar aprotic solvents na okpomọkụ dị elu. N'echiche, nhazi njikọ ether na-eme site na mgbanwe aromatic nucleophilic (SNar), nke dị irè na mgbanaka aromatic nwere electron-withdrawing na-apụ na otu ndị na-apụ.
N'ọrụ ụlọ ọrụ mmepụta ihe, nhọrọ monomer, ụdị ntọala, nhọrọ ihe mgbaze, na njikwa ịdị ọcha na-emetụta oke ibu nke polima, nkesa ibu nke molekul, agba, na arụmọrụ ikpeazụ. Ebe ọ bụ na PEEK bụ maka ojiji dị mkpa (gụnyere ikuku), a ga-achịkwa oke ihe ndị na-adịghị ọcha nke ionic, mmiri, na ọkwa ihe mgbaze.
Usoro nke usoro mmepụta PEEK ụlọ ọrụ mmepụta ihe
Ọ bụ ezie na onye nrụpụta ọ bụla nwere ike inwe mgbanwe dị iche iche na usoro na ntụziaka ha echekwara, enwere ike ịchịkọta usoro mmepụta PEEK n'ozuzu ya na usoro ndị a.
1) Nkwadebe na nhicha nke ihe ndị e ji arụ ọrụ
Nzọụkwụ mbụ gụnyere ịkpọ nkụ monomer na ihe mgbaze, yana nhicha iji wepụ ihe ndị na-emerụ emerụ dịka mmiri, ion ígwè, ma ọ bụ ihe ndị nwere ike igbochi uto nke yinye (ndị na-akwụsị yinye). Mmiri bụ onye iro bụ isi n'ọtụtụ usoro njikọta nke polima n'ihi na ọ nwere ike ịgbanwe mmeghachi omume ma metụta ibu molekul nke ngwaahịa ahụ. Ya mere, a na-edebekarị sistemụ ahụ ka ọ kpọọ nkụ nke ukwuu, gụnyere iji gas na-anaghị arụ ọrụ maka mkpuchi.
2) Mmepụta nnu bisphenolate (mmepụta nucleophile)
A na-agbanwekarị monomers phenolic ka ọ bụrụ nnu ha site na iji ntọala (dịka ọmụmaatụ, carbonate). Ebumnuche bụ imepụta nucleophile siri ike (phenolate) nke na-awakpo monomer aromatic halogenated ngwa ngwa. Nzọụkwụ a chọkwara njikwa stoichiometric ziri ezi, ebe ọ bụ na enweghị nguzozi na oke ọrụ nwere ike ibelata ogo nke polymerization ma metụta njirimara igwe.
3) Mmeghachi omume polymerization na oke okpomọkụ
Isi ihe na-eme bụ na okpomọkụ dị elu n'ime ihe na-eguzogide nchara nke nwere ike ịkpalite oke viscosity. Ihe mgbaze aprotic nke polar na-enyere aka ịgbari ụdị mmeghachi omume ahụ n'oge, na-enye ohere ka mmeghachi omume ahụ gaa n'ihu nke ọma. Ka agbụ polymer na-eto, viscosity na-abawanye nke ukwuu, njikwa okpomọkụ na-aghọkwa ihe dị mkpa iji gbochie ebe okpomọkụ ma ọ bụ mmebi okpomọkụ.
N'oge a, ihe ndị dị ka okpomọkụ, oge obibi, na ọsọ mkpali na-emetụta ibu molekul. Ndị nrụpụta na-elekwasị anya na oke viscosity agbaze kpọmkwem n'ihi na ọ na-ejikọta ya na mfe nhazi na-esote (dịka ọmụmaatụ, extrusion) na arụmọrụ ikpeazụ.
4) Nkwụsị, oyi, na nsị mmiri (ịnọpụ iche)
Mgbe o ruru ogo polymerization nke ebumnuche ya, a na-akwụsị mmeghachi omume ahụ ma mee ka ngwakọta ahụ jụọ oyi. A na-ekewapụ polymer ahụ, ọtụtụ mgbe site na mmiri ozuzo gaa na ihe na-abụghị ihe mgbaze ma ọ bụ site na usoro nkewa kpọmkwem. Ebumnuche bụ ikewapụ PEEK na ihe mgbaze, nnu inorganic, na ihe fọdụrụ na mmeghachi omume.
5) Ịsa na ịkpọ nkụ
A na-asa polima ahụ nke dịpụrụ adịpụ ugboro ugboro iji belata ọdịnaya ionic na ihe fọdụrụ na-agbaze. A na-eme usoro nkụcha n'okpuru ọnọdụ ndị na-eme ka iru mmiri dị ala. Maka ojiji ụgbọelu, njikwa mgbanwe na ihe ndị na-emerụ emerụ dị oke mkpa n'ihi na ha nwere ike imetụta mfu gas, ịdị mma elu, na nkwụsi ike ogologo oge.
6) Nchikota: itinye ihe mgbakwunye na ihe nkwado
PEEK dị ọcha siri ike nke ukwuu, mana n'ọtụtụ ojiji, a na-eme ka ọ dịkwuo mma site na iji ihe nzacha/ihe ndị na-eme ka ọ sie ike dịka eriri carbon, fiberglass, ma ọ bụ PTFE iji belata oke esemokwu ma mee ka iguzogide iyi dịkwuo elu. A na-eji ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ya dị elu eme ihe. Ihe mejupụtara ihe nkwado ahụ aghaghị ịdị otu, otu ihe mgbasa ahụ si dị, na ogologo eriri ahụ ga-adịgide iji nweta ihe ndị a chọrọ.
7) Ịkpụcha ihe na njikwa mma
A na-emekarị ngwaahịa ikpeazụ n'ụdị pellet iji mee ka nhazi dịkwuo mfe. Njikwa ịdị mma gụnyere nha viscosity, nyocha ọdịnaya ntụ (maka ihe ndị na-ejupụta), DSC maka kristal na ebe agbaze, TGA maka nkwụsi ike okpomọkụ, nnwale igwe (tensile, flexural, impact), na nnwale FST ma ọ bụrụ na ebumnuche ya bụ maka ime ụgbọ elu.
Nhazi PEEK n'ime ihe mejupụtara ya
N'ime mmepụta ihe, enwere ike ịhazi PEEK site na:
– Ịkpụzi ihe dị mgbagwoju anya chọrọ ebu na igwe nwere ike ịdị oke okpomọkụ.
- Mgbakwunye iji mepụta profaịlụ, ọkpọkọ, ihe nkiri, ma ọ bụ ọdịdị ndị emechara.
– Ịkpụzi mkpakọ maka mpempe akwụkwọ ma ọ bụ ụfọdụ ụdị.
- Ịmepụta mkpanaka/efere PEEK nke e mechara ọkara ka ọ dị mfe ịnagide ya.
– Ụfọdụ mmepụta ihe mgbakwunye (dịka ọmụmaatụ FFF/FGF ọkwa ụlọ ọrụ mmepụta ihe) nke chọrọ njikwa okpomọkụ dị elu n'ime ụlọ obibi iji belata agha na mmebi.
Ebe ọ bụ na PEEK bụ ọkara kristal, ọnụego oyi na-emetụta kristal, nke na-emetụta ike siri ike, iguzogide kemịkalụ, na nkwụsi ike nha. A na-ejikarị njikwa okpomọkụ ebu na mgbe a mụsịrị ya iji nweta ihe kacha mma.
Ngwa PEEK na ụlọ ọrụ ụgbọelu
N'ihe gbasara ụgbọelu, a na-ahọrọ ihe ndị e ji mee ihe dabere na oke ike ha na ibu ha, iguzogide okpomọkụ, iguzogide ire ọkụ, iguzogide mmiri mmiri, na ntụkwasị obi ogologo oge. PEEK na-emezu ọtụtụ n'ime ihe ndị a, ọkachasị na ọkwa mejupụtara ma ọ bụ nke pụrụ iche.
1) Akụkụ na ihe nkwado dị mfe
A na-eji PEEK (karịsịa carbon fiber-reinforced) eme ihe maka ihe nkwado, ihe njide, na ihe nkwado e ji aluminom ma ọ bụ ígwè mee n'ebe ụfọdụ. Uru ya bụ mbelata ibu, iguzogide nchara, na nkwụsi ike n'oge usoro okpomọkụ.
2) Sistemụ eriri, njikọ na mkpuchi
A na-ejikarị PEEK eme ihe n'ihe mkpuchi, njikọ, na ihe mkpuchi eriri n'ihi nkwụsi ike ya na iguzogide okpomọkụ. N'ụgbọelu ọgbara ọhụrụ nke na-agbanwe agbanwe, mkpa maka ihe mkpuchi dị elu na-aga n'ihu na-eto.
3) Bearings, bushings, na tribological components
A na-ejikarị akara PEEK nke ejiri PTFE/carbon fiber gbanwee eme ihe na bushings, washers, na ihe ndị ọzọ na-akpata esemokwu. Ihe ndị a na-enye ezigbo ike iguzogide iyi, obere oke esemokwu, na arụmọrụ kwụsiri ike na gburugburu kemịkalụ ụfọdụ.
4) Ihe dị n'ime ụgbọ elu na ihe FST chọrọ
Maka ime ụlọ, ụkpụrụ FST (ọkụ, anwụrụ ọkụ, nsí) siri ike nke ukwuu. Enwere ike ịhazi PEEK iji mezuo ihe ndị a chọrọ, na-eme ka ọ dabara adaba maka ọtụtụ ojiji ime ụlọ, gụnyere akụkụ ndị chọrọ iguzogide okpomọkụ na ike igwe na-enweghị itinye oke ibu.
5) Ngwakọta Thermoplastic maka ihe owuwu
Otu ihe dị mkpa bụ ojiji nke ihe mejupụtara carbon fiber matrix nwere PEEK (Carbon Fiber Reinforced PEEK/CFR-PEEK). Ma e jiri ya tụnyere thermosets, ihe mejupụtara thermoplastic na-enye ohere maka ịgbado ọkụ, usoro mmepụta ngwa ngwa, na iguzogide mmetụta dị mma. N'ihe gbasara ikuku, nke a na-adọrọ adọrọ maka panel, ihe siri ike, na akụkụ ụfọdụ nke chọrọ njikọta nke ike na ikike mmepụta dị irè karị.
Ihe ịma aka na ihe ndị a ga-atụle iji PEEK na ụgbọelu
N'agbanyeghị uru ya, PEEK na-eche ọtụtụ ihe ịma aka ihu. Nke mbụ, ọnụ ahịa ihe na nhazi dị elu n'ihi oke okpomọkụ nhazi na ihe achọrọ maka njikwa mma siri ike. Nke abụọ, nhazi ihe mejupụtara ga-atụle anisotropy mejupụtara na mgbanwe na njirimara n'ihi nhazi eriri ma ọ bụ ọnọdụ oyi. Nke atọ, maka ngwa akwadoro, ihe na usoro ahụ ga-agafe usoro ule na akwụkwọ dị ogologo.
Penutup
PEEK bụ plastik injinia dị elu nke nwere ngwakọta pụrụ iche nke ike, iguzogide okpomọkụ, iguzogide kemịkalụ, na ikike ịhazi ya dị ka thermoplastic. Usoro nrụpụta ya gụnyere polymerization condensation dị elu na njikwa siri ike na ịdị ọcha, stoichiometry, na mkpuchi nke ngwaahịa ahụ. Ozugbo e tinyere pellet na/ma ọ bụ gbakọta, enwere ike ịmepụta PEEK ka ọ bụrụ ihe mejupụtara site na ịkpụzi injection, extrusion, machining, ma ọ bụ dị ka ihe mejupụtara carbon fiber matrix. N'ime ụlọ ọrụ ụgbọelu, a na-eji PEEK ebelata ibu, melite iguzogide corrosion, ma mezuo ihe achọrọ na arụmọrụ na nchekwa, site na brackets na insulators ruo na bearings na ihe mejupụtara thermoplastic dị elu. Site na usoro na-aga n'ihu na ụgbọ elu dị irè karị na mmụba eletriki, a na-atụ anya na ọrụ nke PEEK na ezinụlọ ya nke thermoplastics arụmọrụ dị elu ga-anọgide na-eto.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịgbanwe edemede a ka ọ dabara na ụdị akwụkwọ sayensị (na ntụaka na akwụkwọ ndekọ), ma ọ bụ tinye obere ngalaba pụrụ iche dịka paramita usoro (oke okpomọkụ, njikwa kristal), ọmụmụ ihe gbasara ngwa mejupụtara CFR-PEEK, ma ọ bụ ntụnyere nke PEEK na PEI, PPS, na PTFE maka ngwa ụgbọelu.
