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發(fā)布日期:2022-03-30 來源:李滌塵
PEEK材料的優(yōu)缺點及其應(yīng)用
但PEEK材料也有它的不足之處:因為熔點過高(343°C),必須在非常高的溫度下進行處理;雖然有良好的耐腐蝕性,但也仍會受到鹵素和鈉的侵蝕,這限制了它在某些工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。此外,它對紫外線抵抗力低(這可通過碳填充來獲取更好的紫外線穩(wěn)定性)。
李滌塵教授特別提到PEEK材料的不親水性,這一特性對于生物醫(yī)療應(yīng)用來說不太友好——水無法粘附意味著細(xì)胞沒法在PEEK材料上貼附生長。如果要將它應(yīng)用到生物醫(yī)療領(lǐng)域,需要對PEEK材料進行改性或表面改性,比如添加羥基磷灰石等有利于細(xì)胞生長的材料,使這些材料與PEEK材料很好地混合應(yīng)用;也可以對PEEK材料的表面進行改性,使之親水性更好,便于細(xì)胞的貼附生長。李教授的團隊已經(jīng)在一些動物身上進行了大量實驗,應(yīng)用效果得到顯著的改善。但是,PEEK的不親水性對于某些不沾水的應(yīng)用又好處多多,比如用于航空航天領(lǐng)域,不用擔(dān)心出現(xiàn)結(jié)冰的問題……
總體而言,PEEK材料目前開辟了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,甚至可以替代金屬或鋁材等常用材料。在采訪中,李滌塵教授跟記者列舉了PEEK材料目前一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域,比如航空航天、汽車、生物醫(yī)療、電子電氣等工業(yè)上的應(yīng)用。
航空航天領(lǐng)域需要安全可靠的材料,PEEK材料即使是暴露在高溫和腐蝕性燃料中,也可以保持其出色的材料性能。因此,PEEK材料制備的零件在航空航天領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用——外部零件可抗雨水粘附侵蝕;內(nèi)部使用可降低火災(zāi)的風(fēng)險,有著出色的阻燃性及低煙無毒的優(yōu)點。此外,還可降低整體重量及燃料成本等等。
在汽車領(lǐng)域,PEEK材料的抗疲勞性和耐化學(xué)性使之可用于汽車燃料管理系統(tǒng),而它的輕量性與強度又使之能取代傳動、制動、空調(diào)系統(tǒng)中的金屬或鋁合金組件……既可降低汽車重量又可降低噪音,還是3D打印定制汽車零部件的首選材料——對于已經(jīng)停產(chǎn)的汽車零部件來說,用PEEK材料來3D打印可節(jié)省原始部件90%的成本。
而在醫(yī)療領(lǐng)域,PEEK則提供了具有優(yōu)異耐磨性、耐熱性、耐電性和耐化學(xué)性的經(jīng)濟型創(chuàng)新部件。它在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括牙科器械、內(nèi)窺鏡、透析器等,主要用于骨科。例如,在牙科醫(yī)學(xué)中,PEEK用于替換牙科注射器上的金屬手柄或用于根管銼的無菌盒。PEEK之所以適用于此,是因為該聚合物可承受高達3000次高壓釜滅菌循環(huán),并在熱水、蒸汽、溶劑或化學(xué)品中保持優(yōu)異的機械強度和水解穩(wěn)定性……
除了主要的軍用、人造骨骼等高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用,李滌塵教授也提到了一些電子電氣甚至民用的案例——PEEK優(yōu)異的絕緣性毫無疑問會讓它成為電子電氣領(lǐng)域的寵兒,而憑借出色的熱性能,PEEK聚合物部件能夠承受傳統(tǒng)絕緣體沒有辦法承受的高溫。而因為人們對于更薄、更輕、更智能的移動設(shè)備的追求,也使PEEK材料在移動設(shè)備中大有用武之地。此外,還有一些我們?nèi)粘I钪锌梢砸姷降谋热缋昧薖EEK材料無毒、耐高溫、不親水、耐磨等特性的不粘鍋;以及空調(diào)里面的風(fēng)扇構(gòu)件,PEEK材料經(jīng)3D打印成風(fēng)扇,可大幅提高單位重量的性能,使之具有更好的空氣動力結(jié)構(gòu);還有利用PEEK材料的耐腐蝕性的泵閥等等……
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