WAS IST PEEK-MATERIAL?

PEEK (Polyetheretherketon) ist ein teilkristalliner Thermoplast mit hervorragender chemischer Beständigkeit und mechanischer Festigkeit über einen breiten Temperaturbereich, geringer Feuchtigkeitsaufnahme, solider Brandverhalten und guter Dimensionsstabilität. Die Materialeigenschaften von PEEK machen es zu einer hervorragenden Wahl für Anwendungen, die Haltbarkeit und Leistung unter extremen Bedingungen erfordern. Diese Materialeigenschaften von PEEK ermöglichen es Konstrukteuren außerdem, mehrere Komponenten in einem einzigen Teil zu konsolidieren, wodurch das Gewicht reduziert und die Gesamteffizienz des Systems verbessert wird, ohne die Festigkeit oder Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Die Eigenschaften von PEEK-Kunststoff machen es stark und steif mit hervorragender Kriechbeständigkeit, und es liefert dort, wo thermische, chemische und Verbrennungseigenschaften entscheidend sind. PEEK Polymer behält seine Eigenschaften in rauen Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen (HPHT) bei. Arlon ^3000XT®, das proprietäre vernetzte PEEK-Harz von Greene Tweed, hat seine Kriech- und Extrusionsbeständigkeit bei Temperaturen von über 177°C (350°F) unter Beweis gestellt. Die einzigartigen Eigenschaften von PEEK-Kunststoff, wie sein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und seine Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien, machen es zu einem vielseitigen Material für anspruchsvolle Anwendungen.

PEEK-Material ist weithin für seine Kombination aus Festigkeit, thermischer Stabilität und chemischer Beständigkeit bekannt und eignet sich daher ideal für Hochleistungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Öl- und Gasindustrie sowie der Medizintechnik. Als hochentwickelter technischer Thermoplast bietet PEEK Material langfristige Zuverlässigkeit in extremen Umgebungen, einschließlich hoher Temperaturen und aggressiver Chemikalien. Ob in Dichtungen, elektrischen Anschlüssen oder Strukturkomponenten - PEEK Polymermaterial bietet hohe Leistung und Haltbarkeit, wo andere Kunststoffe versagen. Die Eigenschaften von PEEK machen das Material zu einer bevorzugten Wahl für Ingenieure, die nach leichten, hochfesten Alternativen zu Metallen suchen. Für Anwendungen, die flache, starre Komponenten erfordern, wird PEEK Plattenmaterial häufig aufgrund seiner hervorragenden Dimensionsstabilität und einfachen Bearbeitung verwendet.

Das firmeneigene PEEK-Harz von Greene Tweed hat seine überragende Beständigkeit unter Beweis gestellt. Als ständiger Innovator war Greene Tweed das erste Unternehmen, das PEEK-Material in verschiedenen Ölfeldanwendungen einsetzte. PEEK-Kunststoff wird häufig als Gehäuse für elektrische Steckverbinder verwendet, um die Eigenschaften von PEEK-Kunststoff wie Wärmeausdehnung und chemische Beständigkeit zu nutzen und eine effektive Abdichtung zu gewährleisten. Greene Tweed verwendet PEEK-Materialien auch für eine Vielzahl von Dichtungssystemkomponenten, Sensorgehäusen, Flugzeugtriebwerken und anderen anspruchsvollen Umgebungen. Die Verwendung von PEEK-Plattenmaterial in diesen Anwendungen ermöglicht die präzise Fertigung von Komponenten mit gleichbleibender Leistung unter rauen Bedingungen.

PEEK-Herstellungsprozess

Die Herstellung von Hochleistungskomponenten aus PEEK beginnt mit PEEK-Granulat: kleine Pellets, die die reine Form dieses außergewöhnlichen Materials darstellen. Diese PEEK-Harzpellets werden in spezielle Hochtemperatur-Extruder oder Formpressen gegeben, wo sie bei Temperaturen über 343 °C (649 °F) geschmolzen und zu Halbzeugen wie dicken PEEK-Platten, Rundstäben, Rohren, dünnen Folien oder Endlosfasern geformt werden. Während dieses Schritts bleibt die grundlegende Chemie des PEEK-Polymers unverändert, wodurch sichergestellt wird, dass das resultierende PEEK-Plattenmaterial und andere Halbzeuge die gesamten herausragenden Eigenschaften von PEEK-Kunststoff behalten, darunter extreme Hitzebeständigkeit, chemische Trägheit und mechanische Festigkeit. Nach dem Abkühlen und Kristallisieren werden diese Halbzeuge für spezifische Anwendungen präzisionsgefertigt. 

PEEK-Kunststoff-Eigenschaften

Hier sind die herausragenden Eigenschaften von PEEK-Kunststoff, die ihn zur ersten Wahl für den Ersatz von Metallen in extremen Umgebungen machen:

• Dauerbetriebstemperatur: Bis zu 260 °C (500 °F) – arbeitet zuverlässig bei extremer Hitze, bei der die meisten Kunststoffe versagen.
• Schmelzpunkt: ~343 °C (649 °F) – hervorragende thermische Stabilität für wiederholte Sterilisation
• Mechanische Festigkeit: 90–110 MPa (ungefüllt), bis zu 250+ MPa (verstärkt) – behält auch bei erhöhten Temperaturen eine hohe Festigkeit bei
• Steifigkeit (Biegemodul): 3,6–4,0 GPa (ungefüllt), bis zu 25 GPa (mit Kohlenstoff/Glas gefüllt) – ausgezeichnete Biege- und Verformungsfestigkeit
• Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE): ≈45–55 × 10⁻⁶ /°C – sehr niedrig und ähnlich wie bei Aluminium, wodurch Dimensionsstabilität gewährleistet ist
• Chemische Beständigkeit: Träge gegenüber fast allen Lösungsmitteln, Säuren und Kohlenwasserstoffen (wird nur von konzentrierter Schwefelsäure angegriffen)
• Verschleiß- und Abriebfestigkeit: Extrem hoch, insbesondere bei Ausführungen mit Kohlefaser- oder PEEK-Lagern. Ideal für Gleitkomponenten, Buchsen und PEEK-Lageranwendungen, bei denen geringe Reibung und eine lange Lebensdauer erforderlich sind.
• Flammhemmung: UL 94 V-0-Klassifizierung mit sehr geringer Rauch- und Giftgasentwicklung – erfüllt strenge Luftfahrt- und Transportstandards
• Hydrolyse- und Dampfbeständigkeit: Hervorragend selbst bei 250–280 °C – ideal für wiederholte Autoklav-/Dampfsterilisation
• Durchschlagfestigkeit: 18–22 kV/mm – hervorragende elektrische Isolierung bei hohen Temperaturen und Frequenzen
• Strahlungsbeständigkeit: Sehr hohe Beständigkeit gegen Gamma- und Elektronenstrahlung – wird in der nuklearen und medizinischen Sterilisation eingesetzt.
• Biokompatibilität: FDA-konform und USP-Klasse-VI-Qualitäten verfügbar – weit verbreitet für Implantate und chirurgische Instrumente
• Kriechfestigkeit: Ausgezeichnet – behält unter langfristiger Belastung seine Form

Diese Eigenschaften zusammen machen PEEK zu einem der leistungsstärksten Thermoplaste auf dem Markt.

WAS IST PEK?

PEK (Polyetherketon) ist ein ketonbasierter, teilkristalliner Thermoplast. PEK bietet eine hohe thermische Dimensionsstabilität, geringe Entflammbarkeit, hervorragende chemische Beständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften über einen breiten Temperaturbereich.

Da PEK seine Festigkeit auch bei steigenden Temperaturen beibehält, eignet es sich ideal für Anwendungen mit Schwingungen oder zyklischen Belastungen und für Bauteile, die über längere Zeiträume hohen mechanischen Belastungen bei hohen Temperaturen standhalten müssen, wie z. B. Zahnräder, Wellen, Buchsen, Lager und rotierende Präzisionsteile in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie.

PEK behält seine Eigenschaften bei Temperaturen, die bis zu 30˚C höher sind als bei herkömmlichen PEEK-Materialien. In Kombination mit einer guten Kriech- und Ermüdungsbeständigkeit bietet PEK eine Reihe von Eigenschaften, die für die meisten Polymere ungewöhnlich sind.

Wie PEEK-Polymer wird PEK auch häufig als Gehäuse für elektrische Steckverbinder verwendet, um die Wärmeausdehnung zu minimieren und eine effektive Abdichtung und chemische Beständigkeit zu gewährleisten.

PEK-Eigenschaften

PEK ist ein enger Verwandter von PEEK, weist jedoch eine noch höhere Dauerbetriebstemperatur und Glasübergangstemperatur auf.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von PEK-Kunststoff/PEK-Polymer gehören:

• Dauereinsatztemperatur: Bis zu 280 °C (oftmals 20–25 °C höher als bei Standard-PEEK)
• Glasübergangstemperatur (Tg): ~165–170 °C (gegenüber ~143 °C bei PEEK)
• Schmelzpunkt: ~370–375 °C (höher als der von PEEK mit 343 °C)
• Mechanische Festigkeit und Steifigkeit: Bei erhöhten Temperaturen etwas höher als bei ungefülltem PEEK
• Chemische Beständigkeit: Im Wesentlichen identisch mit PEEK – hervorragend gegen fast alle Chemikalien
• Thermische Stabilität: Hervorragende Langzeitleistung über 250 °C
• Verschleißfestigkeit und Kriechverhalten: Vergleichbar oder geringfügig besser als PEEK

Kurz gesagt, Ingenieure entscheiden sich für PEK, wenn die Anwendung regelmäßig Temperaturen zwischen 250 °C und 280 °C ausgesetzt ist, bei denen PEEK an Steifigkeit verliert.

PEK-Fertigungsprozess

Der Herstellungsprozess von PEK ähnelt dem von PEEK. PEK-Harz wird in Form kleiner Pellets hergestellt, die gründlich getrocknet und anschließend auf speziellen Hochtemperatur-Spritzgießmaschinen, Extrudern oder Kompressionspressen mit einer Zylindertemperatur von bis zu 400–420 °C verarbeitet werden. Das geschmolzene PEK-Polymer wird zu Halbzeugen wie dicken PEK-Platten, Stäben, Rohren und Folien geformt. Nach kontrollierter Abkühlung und Temperung zur Maximierung der Kristallinität werden diese Halbzeuge für spezifische Anwendungen bearbeitet. 

WAS IST PTFE?

PTFE (Polytetrafluorethylen) gehört zur Familie der Fluorpolymere, die von den Polyetherketonen getrennt sind. Fluor sorgt für zusätzliche chemische Beständigkeit, insbesondere gegen starke Säuren, und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, geringe Feuchtigkeitsaufnahme und hohen elektrischen Widerstand. PTFE ist nicht so fest wie andere Polymere, aber bei niedrigen Temperaturen flexibler. PTFE ist bei bis zu 500˚F (260˚C) stabil.

PTFE wird in Stützringen und als Bestandteil von Spezialdichtungen in einer Vielzahl von Märkten verwendet. PTFE wird auch für reibungsarme Lagerkomponenten und zur elektrischen Isolierung oder Isolierung verwendet. Hochreine Qualitäten werden in großem Umfang in Fluid-Handling-Systemen auf dem Halbleitermarkt eingesetzt. PTFE-Material wird häufig für anspruchsvolle Anwendungen gewählt, bei denen andere Polymere versagen. Seine Vielseitigkeit macht es ideal für Dichtungen, Stützringe und Lagerkomponenten, die in aggressiven chemischen Umgebungen und bei extremen Temperaturen zuverlässig funktionieren müssen. Die elektrischen Isolierfähigkeiten von PTFE machen es auch zu einem bevorzugten Material in der Luft- und Raumfahrt, in der Halbleiterindustrie und in Industrieanlagen, wo leistungsstarke, wartungsarme Lösungen unerlässlich sind.

PTFE-Eigenschaften

PTFE ist ein Fluorpolymer mit extremer chemischer Trägheit und der geringsten Reibung aller Feststoffe.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von PTFE gehören:

• Dauertemperatur: Bis zu 260 °C (wie PEEK, jedoch mit nahezu keiner Tragfähigkeit über ~200 °C)
• Schmelzpunkt: ~327 °C (erste Schmelze); danach schmilzt es nicht mehr wirklich
• Chemische Beständigkeit: Praktisch inert gegenüber allen bekannten Chemikalien, Lösungsmitteln und Säuren (einschließlich konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure)
• Reibungskoeffizient: Der niedrigste aller Feststoffe (0,05–0,10) – legendäre Antihaft- und Gleiteigenschaften
• Durchschlagfestigkeit: Ausgezeichnet, weit verbreitet als Isolierung in Kabeln und Steckverbindern
• Mechanische Festigkeit: Sehr geringe Zugfestigkeit und extremes Kriechen unter Belastung (weich und verformbar)
• Verschleißfestigkeit: In reiner Form schlecht; wird für Lageranwendungen in der Regel mit Glas, Kohlenstoff oder Bronze gefüllt.
• Flammhemmung: Brennt nicht, keine Rauchentwicklung

PTFE wird gewählt, wenn chemische Trägheit, geringe Reibung oder elektrische Isolierung in aggressiven Umgebungen entscheidend sind – nicht wegen seiner strukturellen Festigkeit.

PTFE-Herstellungsprozess

Im Gegensatz zu schmelzverarbeitbaren Kunststoffen kann PTFE nicht auf herkömmliche Weise geschmolzen und extrudiert werden, da es selbst oberhalb seines Schmelzpunktes nicht fließt. Die Herstellung beginnt daher mit feinem PTFE-Harzpulver (oder einer Dispersion). Dieses PTFE-Harz wird entweder formgepresst (Billet-Verfahren) und anschließend zu dünnen Bändern und PTFE-Plattenmaterial geschnitten oder durch Ram-Extrudieren zu Stäben und Rohren verarbeitet oder durch Pastenextrudieren zu kleinen Rohren und Drahtisolierungen verarbeitet. Die gepressten oder extrudierten Vorformlinge werden dann bei 360–380 °C gesintert, um die Partikel zu einer festen PTFE-Polymermasse zu verschmelzen. Die resultierenden Billets, Stäbe oder PTFE-Platten werden anschließend für die Verklebung bearbeitet, geschnitten oder geätzt. In einigen Fällen wird eine wässrige Dispersion gegossen oder beschichtet und gesintert, um dünne Folien und Beschichtungen herzustellen.

WAS IST ARLON ^3000XT®?

Das bewährte Arlon ^3000XT® von Greene Tweed ist ein ungefüllter, vernetzter Thermoplast, der die Vorteile herkömmlicher PEEK- und PEK-Polymere bietet und gleichzeitig bei hohen Temperaturen über 150 °C (300˚F) eine verbesserte mechanische und elektrische Leistung sowie Kriechfähigkeit aufweist.

Arlon ^3000XT®bietet überragende elektrische Widerstandseigenschaften und Zuverlässigkeit in Hochtemperaturumgebungen und sichert so den geschäftskritischen Betrieb in den schwierigsten Anwendungen. Wenn es um Hochtemperatur- und Hochspannungsanwendungen geht, übertrifft Arlon ^3000XT® herkömmliche PEEK-Kunststoff- und PEK-Lösungen bei weitem. Seine verbesserten PEEK-Materialeigenschaften machen es zu einer idealen Wahl für Anwendungen, die eine außergewöhnliche thermische und elektrische Leistung erfordern.

Werksgeprüft: Arlon ^3000XT® bietet eine bewährte Leistung mit dem 100-fachen des elektrischen Widerstands von PEEK-Polymer und dem 30-fachen von PEK bei Temperaturen von 400˚F und darüber. Bei Raumtemperatur hat Arlon ^3000XT® erweiterte Fähigkeiten über 20 kV.

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