Что такое температура стеклования PEEK?

Введение

PEEK (полиэфирэфиркетон) — это высокоэффективный полукристаллический термопласт, известный своей исключительной термостойкостью, механической прочностью и химической устойчивостью. Одним из ключевых тепловых параметров, определяющих его эксплуатационные характеристики, является температура стеклования (Tg).

Понимание Tg PEEK имеет решающее значение для инженеров, конструкторов и специалистов по материалам при выборе пластика для высокотемпературных и высоконагруженных применений.

Что такое температура стеклования (Tg)?

Температура стеклования (Tg) — это температура, при которой аморфный или полукристаллический полимер переходит из жёсткого, стеклообразного состояния в более мягкое, резиноподобное состояние. В этой точке начинается дальнодействующее движение макромолекулярных цепей в аморфных областях.

В отличие от температуры плавления (Tm), Tg не является фазовым переходом из твёрдого состояния в жидкое. В научной литературе Tg также обозначается как Tα (альфа-релаксация).

Типичная температура стеклования PEEK

PEEK обладает относительно высокой Tg по сравнению с большинством инженерных пластиков:

• Типичная Tg ненаполненного PEEK:
  143–149°C (289–300°F)

• Температура плавления (Tm):
  ≈343°C (662°F)

Широкий температурный диапазон между Tg и Tm позволяет PEEK сохранять механические свойства значительно выше Tg.

Поведение PEEK вблизи и выше Tg

При приближении к Tg материал:

• начинает размягчаться

• теряет часть жёсткости

• приобретает повышенную подвижность молекулярных цепей

Однако PEEK сохраняет значительную механическую прочность и размерную стабильность даже выше Tg, обеспечивая длительную эксплуатацию при температурах до 250°C.

Факторы, влияющие на Tg PEEK

1. Термическая история и отжиг — повышение кристалличности и Tg

2. Химическая структура — жёсткая ароматическая цепь

3. Степень кристалличности

4. Армирование (стекловолокно, углеволокно)

5. Пластификаторы и сополимеры

Всегда ли более высокая Tg лучше?

Для высокотемпературных применений высокая Tg предпочтительна, особенно если требуется:

• сохранение жёсткости

• низкий коэффициент теплового расширения

• стабильность размеров

При достижении Tg коэффициент теплового расширения (CTE) резко увеличивается.

Методы определения Tg PEEK

• DSC (дифференциальная сканирующая калориметрия)

• DMA (динамический механический анализ)

• TMA (термомеханический анализ)

Прозрачность PEEK и Tg

В полностью аморфном состоянии PEEK имеет прозрачный янтарный цвет. Повышение кристалличности приводит к помутнению материала.

Почему Tg важна для применения PEEK

Tg напрямую влияет на:

• механические свойства

• термостойкость

• размерную стабильность

• ползучесть

• параметры переработки

Рабочий температурный диапазон PEEK

• Нижний предел: ≈ –70°C

• Длительная эксплуатация: до 250°C

Заключение

Температура стеклования PEEK (~143–149°C) является ключевым параметром, определяющим его выдающиеся свойства. Даже выше Tg PEEK сохраняет механическую прочность, что делает его идеальным материалом для критически важных применений.