O le faagasologa o le gaosiga o le palasitika polyether ether ketone (PEEK) ma lona faʻaaogaina i le alamanuia o vaalele.
O le Polyether ether ketone (PEEK) o se palasitika fa'ainisinia maualuga le fa'atinoga e fa'aaogaina lautele pe a mana'omia ona tumau le malosi, mautu, ma tete'e atu i le vevela o le mea i lalo o tulaga faigata. I le pisinisi va'alele, ua tosina mai ai le mafaufau o le PEEK ona e mafai ona suia fa'atasi u'amea i nisi vaega, a'o tu'uina atu ai ni fa'amanuiaga e pei o le mama, tete'e maualuga i vaila'au, ma le tete'e atu i le vaivai ma le ofuina. O lenei tusiga o lo'o talanoaina ai le faiga o le gaosiga o le PEEK mai se va'aiga fa'akemikolo-polymer, ona la'asaga fa'apisinisi, ma le fa'aogaina o lenei mea i le lalolagi va'alele.
O se vaaiga i le PEEK ma ona uiga
O le PEEK e aofia i le aiga o semicrystalline aromatic polymers. O lona fausaga o le filifili e aofia ai vaega ether (-O-) ma ketone (-CO-) o loʻo faʻatulagaina i luga o mama aromatic. O lenei tuʻufaʻatasiga e mafua ai ni meatotino malolosi faʻamasini ma le maualuga o le mautu o le vevela. I se tulaga lautele, e lauiloa le PEEK i lona maualuga o le melting point (pe tusa o le 343°C), teteʻe lelei i le vevela mo se taimi umi, ma teteʻe atu i le tele o solvents ma vailaʻau malolosi. E le gata i lea, e teteʻe le PEEK i le radiation ma e mafai ona faʻatulagaina e faʻafetaui ai manaʻoga saogalemu e pei o le teteʻe atu i le afi, asu, ma le oona (FST), lea e taua i totonu o potu vaʻalele.
O nei meatotino sili ona lelei ua avea ai PEEK ma se "thermoplastic maualuga le faatinoga." E le pei o thermosets, lea pe a uma ona faamaaa e faigata ona toe faaaogaina, o PEEK, i le avea ai ma se thermoplastic, e mafai ona toe gaosia e ala i le faavevela, ma maua ai le fetuutuunai o le gaosiga (e.g., tui, extrusion, compression, po o nisi o talosaga lolomi 3D), e ui lava e manaʻomia ai masini e mafai ona taulimaina le vevela maualuga.
Mea mata ma mataupu faavae o le tali atu mo le fausiaina o le PEEK
I totonu o pisinisi, e gaosia le PEEK e ala i le polymerization step-growth e aofia ai monomers aromatic ua fa'agaoioia. O se tasi o auala gaosi ua lauiloa e aofia ai le tali atu o aromatic dihalides ma bisphenolate salts i totonu o polar aprotic solvents i le vevela maualuga. I le fa'avae, o le fausiaina o le ether bond e tupu e ala i le nucleophilic aromatic substitution (SNAr), lea e aoga i luga o mama aromatic ma vaega e alu ese ma alu ese ai electron.
I faiga fa'apisinisi, o le filifiliga o le monomer, ituaiga fa'avae, filifiliga o le solvent, ma le puleaina o le mama e matua a'afia ai le mamafa molecular o le polymer, le tufatufaina atu o le mamafa molecular, lanu, ma le fa'atinoga mulimuli. Talu ai ona o le PEEK ua fa'amoemoe mo fa'aoga taua (e aofia ai le aerospace), o mea leaga ionic, susu, ma le maualuga o le solvent residue e tatau ona matua pulea lelei.
Laasaga o le faagasologa o le gaosiga o le PEEK tau alamanuia
E ui e ono iai ni eseesega a kamupani gaosi oloa taʻitasi i a latou faiga ma fua e puipuia ai, ae o le faiga lautele o le gaosiga o le PEEK e mafai ona aoteleina i laasaga nei.
1) Sauniuniga ma le fa'amamāina o mea mata
O laasaga muamua e aofia ai le fa'amagoina o le monomer ma le solvent, fa'apea fo'i ma le fa'amamāina e aveese ai mea leaga e pei o le vai, ions u'amea, po'o ni mea e mafai ona taofia ai le tuputupu a'e o le filifili (chain terminators). O le vai o le fili autu lea i le tele o faiga o le condensation polymerization aua e mafai ona suia ai le tali atu ma a'afia ai le mamafa molecular o le oloa. O le mea lea, e masani ona fa'amamago lelei le faiga, e aofia ai le fa'aaogaina o se kesi inert mo le ufiufi.
2) Fausiaina o le masima bisphenolate (fa'agaoioiga o le nucleophile)
E masani ona liua monomers phenolic i o latou foliga masima e faʻaaoga ai se faʻavae (e.g., carbonate). O le sini ia gaosia se nucleophile malosi (phenolate) e vave ona osofaʻia le monomer aromatic halogenated. O lenei laʻasaga e manaʻomia ai foʻi le pulea saʻo o le stoichiometric, aua o le le paleni i le fua faʻatatau o galuega e mafai ona faʻaitiitia ai le tulaga o le polymerization ma aʻafia ai meatotino faʻainisinia.
3) Tali atu o le polymerization i le vevela maualuga
O le tali autū e faia i le vevela maualuga i totonu o se reactor e tete'e atu i le 'ele e mafai ona fa'agae'etia le viscosity maualuga. O solvents polar aprotic e fesoasoani e fa'ata'ape'ape vave mea e tali mai ai, ma mafai ai ona fa'agasolo lelei le tali. A'o fa'atupula'ia le filifili o le polymer, e fa'ateleina tele le viscosity, ma e taua tele le pulea o le vevela e puipuia ai nofoaga vevela po'o le fa'aleagaina o le vevela.
I lenei vaega, o fa'asologa o le faagasologa e pei o le vevela, taimi e nofo ai, ma le saoasaoa o le fa'agae'etia e a'afia ai le mamafa o le mole. E masani ona fa'atatau e le au gaosi oloa se vaega fa'apitoa o le viscosity o le melt aua e feso'ota'i ma le faigofie o le fa'agasologa mulimuli (e.g., extrusion) ma le fa'atinoga mulimuli.
4) Fa'amutaina, fa'amālūlūina, ma le fa'aputuina (vavae'eseina)
A maeʻa ona ausia le tulaga faʻamoemoeina o le polymerization, ona taofi lea o le tali atu ma faʻamālūlūina le paluga. Ona vavaeʻeseina lea o le polymer, e masani lava e ala i le faʻasusuina i totonu o se mea e le o se solvent medium pe ala i se laʻasaga faʻapitoa o le vavaeʻeseina. O le sini ia vavaeʻeseina le PEEK mai le solvent, masima inorganic, ma toega o le tali atu.
5) Fufuluina ma fa'amago
E fufulu soo le polymer ua vavae'ese e fa'aitiitia ai le ionic content ma le solvent residue. O le la'asaga fa'amago e faia i lalo o tulaga e mautinoa ai le maualalo o le susū. Mo galuega tau va'alele, e taua tele le puleaina o mea e feosofi ma mea e fa'aleagaina ai le ea aua e mafai ona a'afia ai le outgassing, lelei o le fogaeleele, ma le mautu i se taimi umi.
6) Fa'aputuga: fa'aopoopoina o mea fa'aopoopo ma fa'amalosi
Ua matuā malosi lava le Pure PEEK, ae i le tele o faʻaoga e faʻaleleia atili ai i mea faʻatumu/faʻamalosi e pei o le carbon fiber, fiberglass, poʻo le PTFE e faʻaitiitia ai le coefficient of friction ma faʻateleina ai le teteʻe atu i le ofuina. O le faʻapipiʻiina e faʻatinoina e faʻaaoga ai se extruder vevela maualuga. E tatau ona tutusa le faʻapipiʻiga o le faʻamalosi, tutusa le faʻasalalauina, ma tausia le umi o le fiber ina ia ausia ai meatotino faʻainisinia e manaʻomia.
7) Fa'apalapala ma le pulea lelei
O le oloa mulimuli e masani ona faia i le foliga o le pellet e faafaigofie ai le faagasologa atili. O le puleaina o le lelei e aofia ai le fuaina o le viscosity, auiliiliga o le lefulefu (mo mea e faatumu ai), DSC mo le crystallinity ma le melting point, TGA mo le mautu o le vevela, suega fa'amekanika (tensile, flexural, impact), ma suega FST pe afai e fa'amoemoe mo totonu o vaalele.
Fa'agasologaina o le PEEK i vaega
I le gaosiga o vaega, e mafai ona faʻagasolo le PEEK e ala i:
– O le fa'apipi'iina o tui mo vaega faigata e mana'omia ai ni fa'apipi'i ma masini e mafai ona tatalia le vevela maualuga.
– Fa'aoso e fatu ai ni fa'asologa, paipa, ata tifaga, po'o ni foliga e le'i mae'a ona fa'auma.
– Fa'apipi'iina o le fa'a'omi'omi mo pepa po'o ni foliga patino.
– Fa'a'eletiseina o u'amea/papa PEEK e le'i mae'a lelei i le fa'apalepale sa'o.
– O nisi gaosiga fa'aopoopo (e pei o le vasega alamanuia FFF/FGF) e mana'omia ai le pulea maualuga o le vevela o le potu lolomi e fa'aitiitia ai le pi'o ma le vaeluaina.
Ona o le PEEK e semicrystalline, o le fua fa'amālūlū e a'afia ai le crystallinity, lea e iu lava ina a'afia ai le malosi, tete'e atu i vaila'au, ma le mautu o le fua. O le puleaina o le vevela o le ele ma le fa'asusuina pe a uma ona fa'amamā e masani ona fa'aaogaina e ausia ai meatotino sili ona lelei.
Fa'aoga PEEK i le alamanuia o vaalele
I le va'alele, e filifilia meafaitino e fa'atatau i lo latou malosi i le mamafa, tete'e atu i le vevela, tete'e atu i le afi, tete'e atu i le vai, ma le fa'atuatuaina i se taimi umi. E ausia e le PEEK le tele o nei tulaga mana'omia, aemaise lava i vasega tu'ufa'atasi po'o vasega fa'apitoa.
1) Vaega fa'avae mama ma puipui
O le PEEK (aemaise lava le carbon fiber-reinforced) e fa'aaogaina mo puipui, fa'amau, ma vaega lagolago na faia muamua i le alumini po'o le u'amea i nisi o vaega. O ona tulaga lelei autu o le fa'aitiitia o le mamafa, tete'e atu i le 'ele, ma le mautu i taimi o le vevela.
2) Faiga o uaea, feso'ota'iga ma le puipuiga o le ea
E fa'aaogā lautele le PEEK i mea e taofia ai le vevela, mea e feso'ota'i ai, ma mea e ufiufi ai uaea ona o lona mautu i le eletise ma le tete'e atu i le vevela. I va'alele fa'aonaponei ua fa'ateleina le eletise, o lo'o fa'aauau pea ona fa'atupula'ia le mana'omia o mea e taofia ai le vevela maualuga.
3) U'amea, fa'amau, ma vaega fa'a-tribological
O vasega PEEK ua suia i le PTFE/carbon fiber e masani ona faʻaaogaina i bushings, washers, ma isi vaega o le friction. O nei meafaitino e ofoina atu le teteʻe lelei i le ofuina, maualalo le coefficient o le friction, ma le faʻatinoga mautu i nisi o siosiomaga faʻakemikolo.
4) Mana'oga i totonu o va'alele ma le FST
Mo totonu o fale, e matuā faigata lava tulaga faatonuina o le FST (flame, smoke, toxicity). E mafai ona fa'atulagaina le PEEK e fa'afetaui ai nei mana'oga, ma talafeagai ai mo le tele o fa'aoga i totonu o fale, e aofia ai vaega e mana'omia le tete'e atu i le vevela ma le malosi fa'amekanika e aunoa ma le fa'aopoopoina o le mamafa tele.
5) Mea fa'apipi'i Thermoplastic mo fausaga
O se tasi o aga masani tetele o le faʻaaogaina lea o le carbon fiber matrix composites ma le PEEK (Carbon Fiber Reinforced PEEK/CFR-PEEK). Pe a faʻatusatusa i thermosets, o thermoplastic composites e ofoina atu le gafatia mo le faʻavevela o le vevela, vave o taamilosaga gaosiga, ma le teteʻe lelei i le aʻafiaga. I le tulaga o vaalele, e manaia lenei mea mo paneli, stiffeners, ma nisi vaega e manaʻomia ai le tuʻufaʻatasia o le malosi ma le sili atu ona lelei o le gaosiga.
Luʻitau ma mafaufauga o le faʻaaogaina o le PEEK i le ea
E ui i ona lelei, ae o loo feagai le PEEK ma ni luʻitau se tele. Muamua, o tau o meafaitino ma le faagasologa e matua maualuga lava ona o le maualuga o le vevela o le faagasologa ma manaoga faigata o le pulea o le lelei. Lua, o le mamanu o vaega e tatau ona mafaufau i le anisotropy tuufaatasi ma suiga i meatotino ona o le faʻatulagaina o le alava poʻo tulaga malulu. Tolu, mo talosaga faamaonia, e tatau i meafaitino ma le faagasologa ona pasia se faasologa umi o suega ma pepa aloaia.
Fa'ato'a
O le PEEK o se palasitika fa'ainisinia maualuga e iai se tu'ufa'atasiga tulaga ese o le malosi, tete'e atu i le vevela, tete'e atu i vaila'au, ma le mafai ona fa'agasolo o se thermoplastic. O lona faiga gaosiga e aofia ai le polymerization o le condensation i le vevela maualuga ma le pulea lelei o le mama, stoichiometry, ma le insulation o le oloa. A uma ona pelleted ma/pe fa'apipi'i, e mafai ona fausia le PEEK i ni vaega e ala i le injection molding, extrusion, machining, po'o le avea o se carbon fiber matrix composite. I le pisinisi a le ea, e fa'aaogaina le PEEK e fa'aitiitia ai le mamafa, fa'aleleia atili ai le tete'e atu i le 'ele, ma fa'afetaui ai mana'oga o le fa'atinoga ma le saogalemu, e amata mai i brackets ma insulators i bearings ma thermoplastic composites e maualuga le tumau. Fa'atasi ai ma le aga'i atu i va'alele e sili atu le lelei ma le fa'ateleina o le eletise, o le matafaioi a le PEEK ma lona aiga o thermoplastics e maualuga le fa'atinoga e fa'amoemoeina o le a fa'aauau pea ona fa'atupula'ia.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou fetuʻunaʻia lenei tusiga i se sitaili o se pepa faasaienisi (faatasi ai ma upusii ma lisi o mataupu), pe faaopoopo ni vaega faapitoa e pei o parakalafa o le faagasologa (vaitaimi o le vevela, puleaina o le crystallinity), suesuega o mataupu o talosaga tuufaatasi CFR-PEEK, po o faatusatusaga o le PEEK ma le PEI, PPS, ma le PTFE mo talosaga i le ea.
