全年最热材料,就这种?

全年最热材料,就这种?
2024年11月30日 00:06 市场资讯

关键词 |PEEK材料备受关注 

共 2080字 | 建议阅读时间 分钟

在科技高速发展的当下,航空航天、人形机器人(18.160, -1.47, -7.49%)、新能源汽车等领域对材料性能要求愈发严苛。聚醚醚酮(PEEK)材料强度高、模量高,机械稳定性强,能承受复杂应力。其在人形机器人关节、新能源汽车零部件制造中表现出色,是今年备受关注的材料。

一、PEEK 材料的基本特性

PEEK 是一种半结晶性、热塑性芳香族聚合物,具有一系列令人瞩目的特性。

首先,它拥有极高的耐高温性能,其玻璃化转变温度高达 143℃,熔点在 334℃左右,可在 250℃长期使用,短期使用温度甚至可达 300℃以上。

PEEK 表现出高强度、高模量的特点。其拉伸强度可达 100MPa 以上,弯曲强度和模量也相当出色。同时,它还具备良好的韧性和抗冲击性能,这种刚柔并济的特性使得 PEEK 材料在承受复杂应力时不易发生断裂,能够满足多种苛刻工况下的使用要求。

PEEK 对大多数化学试剂具有优异的耐受性,包括有机溶剂、酸碱等。无论是在强腐蚀性的化学环境还是在复杂的工业介质中,PEEK 材料都能保持自身的性能不受影响。

它的低摩擦系数和耐磨性使得它在制造轴承、齿轮等运动部件时能够有效减少磨损,延长使用寿命;阻燃性使其在电子电器等对防火要求较高的领域中具有独特的优势;而电绝缘性能则满足了电子元件对绝缘材料的严格要求。

二、PEEK 材料的生产现状

在全球范围内,PEEK 材料的生产主要集中在少数几家企业手中。

像英国的威格斯(Victrex)公司是全球领先的 PEEK 制造商之一,拥有先进的生产工艺和丰富的生产经验,其产品在国际市场上占据重要地位。此外,德国的赢创(Evonik)等公司也在 PEEK 材料生产领域有一定的影响力。

在国内,PEEK 材料的生产也在逐步发展。

中研股份(39.020, -4.37, -10.07%)作为国内最早从事 PEEK 生产的企业之一,已经取得了显著的成绩。其年产量在国内处于领先水平,并且在植入级 PEEK、线材和晶圆盒等高端产品方面不断研发创新,已经实现了少量销售收入。同时,沃特股份(17.130, -0.64, -3.60%)等企业也积极布局 PEEK 材料产业,其规划的聚芳醚酮年聚合产能达到 1000 吨,一期产线已基本完成建设和设备安装工作。

与国际先进水平相比,我国在 PEEK 材料生产方面仍面临一些挑战。

例如在生产工艺的精细化程度、产品质量的稳定性等方面还有一定的提升空间。但随着国内企业不断加大研发投入和技术改进,我国 PEEK 材料的生产水平有望逐步提高。

三、PEEK 材料的广泛应用领域

(一)航空航天领域

在航空航天领域,减轻重量和提高性能是永恒的追求。PEEK 材料因其高强度、耐高温和低密度的特性,被广泛应用于飞机发动机部件、机翼结构件、卫星零部件等。

在飞机发动机的热端部件中,PEEK 材料能够承受高温燃气的冲刷和复杂的机械应力,替代传统的金属材料,有效减轻发动机重量,提高燃油效率。

(二)医疗领域

PEEK 材料在医疗领域的应用前景广阔。它具有良好的生物相容性,不会引起人体的免疫反应,因此可用于制造人工关节、脊柱植入物、牙科修复材料等。

与传统的金属植入材料相比,PEEK 材料具有更低的弹性模量,更接近人体骨骼的力学性能,能够减少应力屏蔽效应,促进骨组织的生长和愈合。

(三)电子电器领域

随着电子电器产品不断向小型化、高性能化方向发展,PEEK 材料的应用日益广泛。在电子元件的制造中,PEEK 可作为绝缘材料用于电路板、芯片封装等。

其良好的耐高温性能和电绝缘性能能够保证电子元件在高温、高电压等复杂环境下的稳定运行。同时,PEEK 材料还可用于制造电子设备的外壳、连接器等部件,其阻燃性和机械性能满足了电子电器产品对安全性和可靠性的要求。

(四)汽车工业领域

在汽车工业向轻量化、电动化发展的趋势下,PEEK 材料成为了重要的应用材料之一。在新能源汽车电机中,PEEK 材料可用于制造漆包线材料,提高电机的耐高温和绝缘性能。

此外,PEEK 还可用于制造锂电池的密封件,保证电池在复杂工况下的密封性和安全性。在汽车的传动系统中,PEEK 材料制造的轴承、齿轮等部件能够减轻重量、降低摩擦损失,提高汽车的燃油经济性和动力性能。

(五)工业制造领域

在工业制造领域,PEEK 材料被广泛应用于各种恶劣工况下的机械部件制造。例如在化工泵、阀门等设备中,PEEK 材料的耐腐蚀性和耐磨性使其成为理想的材料选择。

四、PEEK 材料的发展前景

随着科技的不断进步和工业的持续发展,PEEK 材料的发展前景十分广阔。从市场规模来看,根据弗若斯特沙利文的数据,全球 PEEK 市场规模有望从 2022 年的 49 亿元增长至 2027 年的 84 亿元,年均复合增速达到 11.38%。在国内市场,预计到 2027 年中国 PEEK 市场需求将超过 5000 吨,市场规模将达到 28.38 亿元。

在政策层面,国家对新材料产业的支持力度不断加大。例如 2024 年 6 月召开的全国原材料工业座谈会提出构建新材料等新的增长引擎,PEEK 材料作为重要的新材料,有望受益于相关政策红利,获得更多的研发和产业化支持。

同时,随着 PEEK 材料在新兴领域如人形机器人中的应用不断拓展,其市场需求将进一步增长。人形机器人对材料的轻量化、高强度、高精度等要求与 PEEK 材料的性能高度契合,国内已有厂家将 PEEK 材料应用于人形机器人的关节、轴承、齿轮等部件,形成配套生产链。

来源: 先进高分子材料信息

(转自:中国化工信息周刊)

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