Aperçu du matériau PEEK (polyétheréthercétone)

Introduction
PEEK (Polyétheréthercétone) Il s'agit d'un polymère aromatique linéaire haute performance dont la chaîne moléculaire est constituée de motifs répétitifs –O–Ph–O–C(=O)–Ph–. C'est un thermoplastique semi-cristallin et un plastique technique de spécialité haute performance présentant de nombreux avantages par rapport aux autres plastiques de spécialité.

PEEK a un point de fusion de 334 °C , un point d'adoucissement de 168 °C , et une résistance à la traction de 132–148 MPa Il présente d'excellentes caractéristiques. propriétés mécaniques , résistance aux hautes températures jusqu'à 260 °C, bon autolubrification , résistance chimique , retardateur de flamme , résistance au pelage , résistance à l'usure , et résistance aux radiations Il peut être utilisé dans des applications haut de gamme. mécanique, nucléaire et aérospatiale applications. Il peut également servir de matériau de structure à haute température et matériau d'isolation électrique , ou être composé avec fibre de verre ou fibre de carbone pour produire des matériaux renforcés. Le PEEK est synthétisé par une réaction de condensation de 4,4′-difluorobenzophénone et hydroquinone en présence d'un carbonate de métal alcalin, en utilisant diphénylsulfone comme solvant.

Propriétés de la résine PEEK

Les matières premières plastiques PEEK sont des polymères thermoplastiques aromatiques et cristallins dont le point de fusion est de 334 °C. Elles présentent haute résistance mécanique , résistance aux hautes températures , résistance aux chocs , retardateur de flamme , résistance aux acides et aux alcalis , résistance à l'hydrolyse , résistance à l'usure , résistance à la fatigue , résistance aux radiations , et excellentes propriétés électriques .

Résistance aux hautes températures

La résine PEEK présente un point de fusion élevé (334 °C) et une température de transition vitreuse de 143 °C, avec une température d'utilisation continue de 260 °C. Les grades renforcés avec 30 % de fibres de verre ou de fibres de carbone ont une température de fléchissement sous chaleur pouvant atteindre 316 °C.

Propriétés mécaniques

La résine PEEK offre excellente robustesse et rigidité Sa résistance à la fatigue sous contrainte alternée est comparable à celle de alliages métalliques .

Ignifugation

L'inflammabilité est mesurée selon les normes UL94, ce qui consiste à enflammer un échantillon monté verticalement et à enregistrer le temps nécessaire à son extinction spontanée. Le PEEK atteint la norme UL94 V-0 , la plus haute classification ignifuge.

Stabilité dimensionnelle

PEEK présente stabilité dimensionnelle exceptionnelle sous des conditions environnementales variables telles que la température et l'humidité, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant haute précision .

PEEK a une faible valeur retrait de moulage par injection , permettant des tolérances dimensionnelles plus strictes que les plastiques classiques.
Son bas coefficient de dilatation thermique assure des variations dimensionnelles minimales dues aux fluctuations de température.
Le PEEK conserve des dimensions stables lors de son utilisation et de son stockage, car le mouvement de la chaîne polymère est minimal.
C'est résistance à l'hydrolyse prévient les variations dimensionnelles dues à l'absorption d'humidité, contrairement aux plastiques courants comme le nylon.

Isolation électrique

PEEK présente excellentes propriétés d'isolation électrique sur une large plage de températures, avec de faibles pertes diélectriques même à hautes fréquences.

Résistance aux radiations et au pelage

La résine PEEK a bonne résistance aux radiations et au pelage ce qui le rend adapté aux câbles électriques spécialisés. Il peut être utilisé dans les stérilisateurs et les systèmes de vérification sans fil, offrant des performances comparables à celles de acier inoxydable .

Performances exceptionnelles

• Performances exceptionnelles à haute température : utilisation continue jusqu'à 250–260 °C, exposition de courte durée jusqu'à 300 °C.
• Très haute rigidité, résistance à la traction et à la compression, et résistance aux chocs.
• Excellente résistance au feu : Ignifugation naturelle, faible dégagement de fumée et faible toxicité.
• Résistant à presque tous les produits chimiques organiques et inorganiques (à l'exception des agents hautement corrosifs comme l'acide sulfurique fumant, l'acide nitrique ou le dichlorométhane).
• haute rigidité diélectrique et d'excellentes propriétés d'isolation.
• résistance à l'usure supérieure et un faible coefficient de frottement.

Applications

En tant que plastique technique aromatique semi-cristallin haute performance, le PEEK peut remplacer métaux et céramiques dans de nombreuses applications exigeantes. Sa résistance aux hautes températures, sa stabilité chimique, ses propriétés mécaniques, sa stabilité dimensionnelle, sa faible dilatation thermique, sa résistance à l'usure et ses propriétés autolubrifiantes en font un matériau idéal pour industries aérospatiale, mécanique, pétrolière, chimique, nucléaire et ferroviaire Même sous une température de vapeur de 200 °C, sa résistance à la traction, sa masse et son aspect restent stables. Il présente une excellente résistance à la fatigue sous contrainte alternée élevée et une capacité de charge à long terme. retardateur de flamme , propriété auto-extinguible, et combustion respectueuse de l'environnement (sans halogène, UL94 V-0, indice d'oxygène 24–35).

Le PEEK n'est soluble que dans acide sulfurique concentré et acide nitrique ; sinon, il est chimiquement stable, bien que le PEEK insuffisamment cristallisé puisse développer des fissures dans certains solvants comme les hydrocarbures chlorés.

Traitement

Le PEEK peut être traité via moulage par injection, extrusion, moulage par soufflage ou moulage par compression Pour les petites séries ou les prototypes de composants en PEEK, l'usinage à partir de barres ou de feuilles est préférable. L'usinage doit utiliser outils en carbure ou en diamant en raison de la résistance à l'usure du PEEK. Pré-recuit Le matériau peut atténuer les contraintes résiduelles et le post-usinage traitement de soulagement du stress Il est recommandé de prévenir l'accumulation de contraintes locales pendant le traitement.

Utilisations actuelles

Le PEEK est largement utilisé dans isolation électrique (fils, circuits imprimés flexibles), composants mécaniques , équipement chimique , génie nucléaire , connecteurs pour champs pétrolifères , vannes , revêtements résistants à la chaleur ou à la corrosion et dans les stérilisateurs et les systèmes de vérification sans fil, servant parfois de alternative en acier inoxydable Sa combinaison exceptionnelle de propriétés continue d'en faire un matériau très demandé dans de nombreuses industries de pointe, notamment aérospatiale, automobile, électronique, médical et transformation alimentaire .