Температура плавления PEEK: характеристики и параметры переработки

Введение

Полиэфирэфиркетон (PEEK) - это высокопроизводительный полукристаллический термопласт с исключительной механической прочностью, химической стойкостью и термостабильностью. Среди всех его тепловых характеристик температура плавления является одной из ключевых, поскольку определяет окно переработки и пригодность материала для работы в условиях высоких температур.

Что означает «температура плавления» для полукристаллических полимеров

В отличие от аморфных пластиков, PEEK содержит аморфные и кристаллические области. Его температура плавления (Tm) — это точка, при которой плавятся кристаллические структуры. Это отличается от температуры стеклования (Tg), при которой аморфные области переходят из твердого состояния в резиноподобное.

Понимание обеих температур важно для выбора PEEK в высокотемпературных применениях и правильной настройки процесса переработки.

Типичная температура плавления PEEK

Для большинства марок PEEK температура плавления составляет около 340–343°C (644–649°F).
У разных производителей значения могут немного отличаться, но всегда остаются в этом узком диапазоне.

Эта высокая температура плавления - причина широкого применения PEEK в аэрокосмической, автомобильной, нефтегазовой, медицинской и электронной промышленности.

Почему значения температуры плавления могут немного различаться

Небольшие различия в данных возникают из-за:

• Разных марок (чистый, армированный углеволокном, армированный стекловолокном и др.)

• Степени кристалличности

• Термической истории материала

• Методики испытаний и скорости нагрева

• Предварительного отжига или закалки образца

Тем не менее температура плавления всегда остается в зоне 340–343°C.

Последствия для переработки - температура плавления и формы

Из-за высокой температуры плавления переработка PEEK требует специального оборудования:

• Температура расплава: 360–400°C

• Температура цилиндра и сопла: должна быть выше Tm

• Температура формы: 150–200°C для обеспечения правильной кристалличности

• Сушка: обязательна для предотвращения гидролитической деградации

Точные настройки температуры критически важны для стабильного качества изделий.

Влияние стекловолокна, углеволокна и других наполнителей

Популярные композиты PEEK:

• 30% углеволокна (CF30)

• 30% стекловолокна (GF30)

• Смазочные наполнители (PTFE, графит)

Наполнители незначительно влияют на температуру плавления, но могут менять:

• температуру кристаллизации

• скорость охлаждения

• теплопроводность

• размерную стабильность

• поведение при высоких температурах

Термальный анализ (DSC) и поведение при плавлении

Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) определяет:

• температуру плавления

• степень кристалличности

• тепло плавления

• влияние термической истории

• рекристаллизацию

Типичная DSC-кривая PEEK показывает четкий пик плавления около 340°C.
При анализе важно указывать скорость нагрева и подготовку образца.

Температура эксплуатации ≠ температура плавления

Хотя PEEK плавится при ~343°C, его длительная рабочая температура ниже:

• примерно 250–260°C для постоянной эксплуатации

Температура плавления важна для переработки,
а рабочая температура важна для долговечности изделия.

3D-печать PEEK (FFF) и значение температуры плавления

Из-за высокой температуры плавления для печати PEEK необходимы:

• экструдер: 380–420°C

• нагреваемая камера: 90–120°C

• нагретая платформа: 130–160°C

Неправильные температуры приводят к ухудшению сцепления слоев и короблению.

Предотвращение термодеструкции

Деградация может возникнуть, если:

• температура переработки слишком высока

• время пребывания расплава в цилиндре чрезмерное

• присутствует кислород

• материал плохо просушен

Правильные условия обеспечивают стабильный цвет, прочность и срок службы.

Заключение

Температура плавления PEEK около 340–343°C делает материал уникальным среди высокотемпературных полимеров.
Она обеспечивает отличную термостойкость, но требует точного контроля параметров переработки.

Понимание Tm, Tg и кристалличности помогает инженерам создавать надежные компоненты для самых требовательных отраслей.