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    ˜q‘十òq´ä»¥æ¥ï¼Œç‰¹ç§å·¥ç¨‹å¡‘æ–™(high performance polymers/Ultra polymers)的应用已¾lé€æ¸ä»Žä¹‹å‰çš„军工和航½Iø™ˆªå¤©åšg伸到了越来越多的民用领域åQŒä¾‹å¦‚汽车，装备刉™€ ï¼Œé«˜ç«¯æ¶ˆè´¹å“ç­‰½{‰ã€‚特别是其中我国å…ähœ‰å®Œå…¨è‡ªä¸»å·¥ä¸šåŒ–生产能力的聚醚醚酮PEEK和聚苯硫醚PPSåQŒåœ¨äº§å“è´¨é‡å¯ä»¥åª²ç¾Ž˜q›å£åŒç±»åž‹ææ–™çš„同时åQŒæ›´æ˜¯å…·æœ‰éžå¸¸æ˜Žæ˜„¡š„ä»äh ¼ä¼˜åŠ¿åQŒå¸‚场前景十分看好ã€?

å›?åQšä»¥PEEK树脂为原料制成的软管åQŒæ£’材以及耐磨轴承

    PEEKå’ŒPPS可归¾cÖMºŽ¾l“晶性热塑性塑料，è¡?归纳了这两种工程塑料的基本物理和力学性能。从中可以看到PEEK在强度，韧性，最高工作温度等½{‰æ–¹é¢éƒ½è¾ƒPPS更优å¼?而另一斚w¢åQŒPPS非常明显的成本优势和更好的加工性能使其应用范围更加òq¿æ³›åQŒå…¶å…¨çƒäº§èƒ½å’Œå¹´å¤åˆå¢žé•¿çŽ‡åœ¨çƒ­å¡‘性特¿Uå·¥½E‹å¡‘料中都位列前茅。由于用量的不断增长和应用领域的不断扩展åQŒå¦‚今PPS已被¿UîCØ“¾l§PAåQŒPCåQŒPBT/PETåQŒPOMå’ŒPPO之后的第六大工程塑料ã€?

å›?åQšPPS已经­‘Šæ¥­‘Šå¤šçš„运用在汽èžR电子åQŒåˆ¶åŠ¨ç³»¾lŸï¼Œä»¥åŠå‘动机内部及周边

     ç”׃ºŽPEEKå’ŒPPS非常优异的理化性能åQŒéžå¡«å……的纯树脂¾læ³¨å¡‘和机械加工后就可以胜ä“Q很多苛刻条äšg下的复杂应用。而PPSå’ŒPEEK¾lè¿‡å¡«å……和共æ·äh”¹æ€§åŽåQŒè¿˜å¯ä»¥˜q›ä¸€æ­¥ç»“合树脂和填料的优点，拓展附加值更为广阔的应用。下面笔者就¾l“合自己多年的改性工½E‹å¡‘料配方设计经验，介绍两个PPSå’ŒPEEK复合材料在民用新领域的全新探索ã€?

è¡?åQšPEEKå’ŒPPS基本物理和力学性能å¯ÒŽ¯”åQŒæµ‹è¯•æ ‡å‡†ASTM

½W”记本前盖板

    传统上，½W”记本盖板用料一直是高流动增强阻燃PC或者PC/ABS合金的天下，后来随着½W”记本向轻薄便携和大屏多功能两个方向的发展，½W”记本盖板用料也有相当一部分转向了阻燃增强PAåQŒè¿™æ ·åšçš„一大好处就是可以在不增加纤¾l´æ·»åŠ é‡çš„情况下åQŒåˆ©ç”¨å°¼é¾™è‡ªíw«çš„高流动性和¾l“晶性，降低产品的注塑成型难度åƈ提高强度和韧性。然而改性尼龙材料的¾~ºç‚¹ä¹Ÿå¾ˆæ˜Žæ˜¾çš„：高吸水率å¯ÆD‡´åˆ¶äšg注塑后åŞ变，以及ž®¼é¾™æ— å¤é˜È‡ƒä½“系的昂贵ä­h格和å¯ÒŽæ–™åŠ›å­¦æ€§èƒ½çš„负面媄响，限制了改性尼龙材料应用在更薄åQŒæ›´å¤§çš„½W”记本前盖板上。äؓ了解册™¿™ä¸ªé—®é¢˜ï¼Œ˜q‘几òq´æ¥æ”ÒŽ€§ææ–™ç•Œå’Œå„½W”记本大厂都不约而同的把目光聚焦在了PPS上。虽然原材料成本˜qœé«˜äºŽå…¶ä»–å·¥½E‹å¡‘料，但笔者认为PPS的以下突出特点，军_®šäº†å®ƒåœ¨ç¬”记本前盖板这个应用上有着其他树脂所不可比拟的独åˆîC¼˜åŠ¿ï¼š
    本征é˜È‡ƒã€‚与PCå’ŒPA不同åQŒPPS¾U¯æ ‘脂及其玻¾U?矿粉填充的复合材料在不添加ä“Q何阻燃剂的情况下åQŒå¯ä»¥è½»æ¾è¾¾åˆ?a href="mailto:V-0@0.8mm">V-0@0.8mm甚至更薄厚度的V-0é˜È‡ƒ¾U§åˆ«ã€‚虽然PCå’ŒPA有着比PPS更便宜的ä»äh ¼å’Œæ›´å¥½çš„力学强度(ž®¤å…¶æ˜¯å†²å‡Õd¼ºåº?åQŒä½†æ˜¯æ·»åŠ äº†æ— å¤é˜È‡ƒé…æ–¹(V-0@0.8mm¾U§åˆ«)çš„PCå’ŒPA复合材料的成本却会大òq…上升，很多时候甚至高于具有同½{‰åŠ›å­¦å¼ºåº¦çš„PPS材料ã€?br />     ­‘…高‹¹åŠ¨æ€§ï¼Œ˜q™ä¸ªä¼˜åŠ¿ä¸»è¦æ˜¯é’ˆå¯¹PC而言。新一代超薄笔记本前盖æ?厚度0.8-1mm)对于弯曲模量的要求往往高达15000 â€?17000 MPa(ASTM标准)。但是在3C行业严格的成本控制压力下åQŒé…æ–¹è®¾è®¡å¸ˆå¾€å¾€è¢«è¦æ±‚选用成本更低廉的çŽÈº¤åQŒè€Œä¸æ˜¯ç¢³¾U¤ä½œä¸ºå¢žå¼ºå¡«æ–™ã€‚而对于PC及其合金而言åQŒå…¶è¾ƒå·®çš„流动性决定了çŽÈº¤æ·ÕdŠ é‡çš„上限一般不宜超˜q?0 % (弯曲模量只可以达åˆ?0000 MPaåQŒASTM标准)。更高的æ·ÕdŠ é‡é™¤äº†ä¼šä¸¥é‡å½±å“ææ–™çš„流动性造成加工困难外，˜q˜ä¼šäº§ç”Ÿè¡¨é¢‹¹®çº¤åQŒç¿˜æ›²ä¸¥é‡ï¼ŒåŠ›å­¦æ€§èƒ½å˜å·®½{‰é—®é¢˜ã€‚而对于半¾l“晶性的PPS而言åQŒå…¶éžå¸¸é«˜çš„‹¹åŠ¨æ€§å¯ä»¥å…è®¸çŽ»¾U¤å¡«å……量è½ÀL¾­‘…过50 %åQŒåŒæ—¶åœ¨é«˜æ¸©ç†”融共æ؜挤出的过½E‹ä¸­åQŒPPS相较于PC更低的粘度可以ä‹ÉçŽÈº¤¾lå—较低½E‹åº¦çš„剪切和挤压åQŒä»Žè€Œåœ¨æœ€¾lˆæ³¨å¡‘成型的制品中具有更长的保留长度åQŒè¾¾åˆ°è¿›ä¸€æ­¥æå‡æ¨¡é‡çš„效果ã€?br />     ­‘…低吸水率，˜q™ä¸ªä¼˜åŠ¿ä¸»è¦æ˜¯é’ˆå¯¹PA而言。就‹¹åŠ¨æ€§è€Œè¨€åQŒé«˜å¡«å……çš„PAå’ŒPPS不相上下;而对于力学强度，同等填充量的PA复合材料˜q˜è¦æ›´å ä¼˜åŠ¿ã€‚但是除了无卤阻燃的限制外，另一个PA应用于新一代笔记本盖板的制¾U¦å› ç´ å°±æ˜¯å…¶è¾ƒé«˜çš„吸水率åQšç›¸æ¯”高温尼龙PA6T 0.6-1 % 的吸水率åQŒPPS 0.03 % 的吸水率几乎可以忽略不计。由此带来的后果是PPS制品ç”׃ºŽå¸æ°´å˜åŞ而äñ”生的产品不良率要比同½{‰æ¡ä»¶ä¸‹çš„PA制品低得多ã€?br />     独特的金属质感和更高表面¼‹¬åº¦ã€‚接触过PPS的材料工½E‹å¸ˆéƒ½çŸ¥é“，当一块PPS注塑制äšg跌落桌面æ—Óž¼Œä¼šå‘出PPS所独有的非常清脆的¼„°æ’žå£°ã€‚通过特制模具和合理模温的搭配åQŒPPS注塑制äšg在äh手的触碰下也会发出类似碰撞金属的声音åQŒå…¶çš„表面也会如镜面般光滑，有着金属般的光泽ã€?br /> 大中型手持式电动工具的传动连æ?br />     凡是知道PEEK大名的材料配方和工艺工程师也多少会对它的应用有一些了解：高高在上的军工，航空航天åQŒæ ¸ç”µè£…备，ž®Þq®—低端一点的也得是石沚w’»äº•è®¾å¤‡æˆ–者是高端汽èžR的发动机内部及其周边的耐温部äšg。然而除了这些高大上的领域，PEEK的应用其实已然扩展到了很多普通民用工具和装置上。在一个笔者非常熟悉的案例中，一‹Æ„¡‰¹ŒDŠå®šåˆ¶çš„PEEK复合材料ž®Þp¢«æˆåŠŸçš„用来注塑成型一‹Æ¾æ‰‹æŒç”µåŠ¨å·¥å…ïLš„传动˜qžæ†(应制造商的保密要求，˜q™é‡Œä¸ä¾¿é€éœ²ç”µåŠ¨å·¥å…·çš„具体用途和型号)。那么到底是什么样的原因ä‹Éå¾—PEEK可以取代ä»äh ¼ä½Žå»‰çš„多且更为坚固的金属材料å‘?且听½W”者的详细分析åQ?br />     刉™€ å•†¾lè¿‡è¯¦ç»†çš„计½Ž—机辅助模拟分析和实际测试，证明了碳¾U¤ç»´å¢žå¼ºçš„PEEK材料的力学强åº?弯曲模量 > 12000 MPaåQŒå¼¯æ›²å¼ºåº?> 200 MPaåQŒæ— ¾~ºå£å†²å‡»å¼ºåº¦ 300 - 400 J/m, ASTM 标准)和耐高温性能(˜qžç®‹å·¥ä½œæ¸©åº¦ > 200åº?可以完全满èƒö设计要求åQŒåƈ且还留有一定的安全冗余。这也是所有以塑代钢类应用的基本前提。其实在很多现实应用中，很多金属部äšg的力学性能都是大大­‘…过设计需求的ã€?br />     此款PEEK复合材料的一大卓­‘Šç‰¹æ€§æ˜¯å…¶ä¼˜å¼‚的耐磨和自润滑性能åQŒå¯ä»¥å®žçŽîC¼ åŠ¨è¿žæ†åœ¨æ— æÑa润滑的条件下带动˜qžæŽ¥ä»¶è¿ž¾l­é«˜é€Ÿè¿åŠ?同时在一ŒD‰|—¶é—´çš„高速运动后åQŒåœ¨˜qžæ†å’Œè¿žæŽ¥äšg接触表面所¿U¯ç¯çš„自润滑填料转移å±?例如PTFE)会ä‹É得界面间的摩擦系数进一步降低，促ä‹ÉPEEK传动˜qžæ†çš„运动更加自如顺畅，以至于在电动工具的全使用生命周期内，都不必由于传动连杆磨损的原因而更换部件或者添加润滑æÑa。而另一斚w¢åQŒä¼ ¾lŸçš„金属传动˜qžæ†åˆ™å¿…需有润滑æÑa或者滚动èáu承的配合才可以ä‹É用。随着传动˜qžæ†˜qåŠ¨æ—‰™—´çš„增加，需要不断的æ·ÕdŠ æ¶¦æ»‘æ²ÒŽˆ–者更换磨损的轴承才能保证机器的正å¸æ€‹É用，大大降低了ä‹É用效率åƈ增加了工具ä‹É用成本ã€?br />     节能环保以及更高的设计自由度。ä‹É用PEEK刉™€ çš„轻量化传动连杆再¾l“合上文中所提到的优异自润滑性能åQŒä¼šä½¿å¾—产品的ä‹É用能耗有相当½E‹åº¦çš„降低。同时一‹Æ¡æ€§æ³¨å¡‘成型工艺的˜qç”¨ä¸ä»…相较于金属浇½{‘工艺大大降低了单äšg加工成本;˜q˜å¯ä»¥å®žçŽîCñ”品外形设计的快速修改和升çñ”(通过模具的修改和¾l„合)åQŒæžå¤§çš„提高了äñ”品的˜q­ä»£é€Ÿåº¦åQŒå¢žå¼ÞZº†ä¼ä¸šçš„竞争力ã€?

    ¾Uµè§‚国内的PPSå’ŒPEEK复合材料市场åQŒå¤§éƒ¨åˆ†çš„国产äñ”品都是仿照国外类似牌可‚€ŒæŽ¨å‡ºçš„不同比例的玻¾U?矿粉增强规格åQŒæ•´ä½“售价偏低，竞争力不强。特别是在竞争更为激烈的PPS市场åQŒéƒ¨åˆ†åŽ‚家甚至采取以回收æ–?水口料再加工冒充新料åQŒæˆ–者以PPS/PA合金冒充PPS的不正当竞争行äؓ来抢夺市åœÞZ†¾é¢ï¼Œä¸¥é‡æ‰îCؕ了市场秩序，损害了下游客户和最¾lˆæ¶ˆè´¹è€…的利益。通过以上两个案例的具体分析我们可以清楚的看到åQŒé¢å¯¹å¦‚此现çŠÓž¼Œåªæœ‰åœ¨å……分了解äñ”品应用和客户需求的基础上通过创新的配方设计，òq¶è¾…以成熟可靠加工制½E‹å·¥è‰ºï¼Œæ‰èƒ½æœ€¾lˆæ€å‡ÞZ­h格战的红‹¹øP¼ŒçœŸæ­£å®žçŽ°ç‰¹ç§å·¥ç¨‹å¡‘料和的高附加值应用ã€?