加热不燃烧为何青睐PEEK?

2022年09月03日 01:09:48
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所属分类:加热不燃烧

聚合物的广泛使用在过去75年左右的时间里改变了我们的生活。从日常商品塑料到高性能聚合物(HPP)。如PEEK,都可以在非常苛刻的应用中发挥作用。PEEK不仅在iPhone的天线口塑胶部分起着重要作用,在加热不燃烧HNB新型烟具上也已得到广泛应用,是加热周边部件的核心原料。IQOS等多家加热不燃烧顶尖产品都在采用PEEK的材料解决方案。

图 加热不燃烧IQOS烟具 来自网络

什么是PEEK?

聚醚醚酮(英文名称polyetheretherketone,简称PEEK)是指大分子主链由芳基、酮键和醚键组成的线性芳香族半结晶聚合物,为“芳香族聚酮”的聚合物家族。PEEK位于聚合物金字塔的顶部,综合性能高。

图 PEEK 结构

PEEK目前在加热不燃烧领域应用于烟具外壳、加热片底座、雾化仓等部位。

图 陶瓷厚膜加热片PEEK底座

除了IQOS的烟具外壳、加热底座采用PEEK材料,烟蛙科技QOQ思格瑞格CIGRIG烟具部件也是采用PEEK材料。

图PEEK 加热不燃烧烟具部件(来源QOQ)

为何会采用PEEK应用于加热不燃烧周边配件呢?

主要在于PEEK优异的性能:

PEEK结构中芳基和酮基提供刚度,能够保证良好的机械性能和高熔点,熔点高达343℃;与金属相比,PEEK基材料重量轻,易于成型,耐腐蚀,比强度(单位重量的强度)更高;PEEK符合UL94 V-0标准,能抵抗高达600°C的燃烧,并且烟雾量较少;PEEK良好的生物相容性,无毒,符合FDA认证。

加热不燃烧烟具加热过程中周边温度较高可达300℃左右,周边材料一般需要满足耐高温、隔热的特性,而PEEK熔点高达343℃,连续使用温度为360°C,能够适应加热不燃烧烟具的高温特性。

图 加热不燃烧电子烟温度示意来源网络

在材料加工上看,PEEK作为一种热塑性特种工程塑料,兼具热固性塑料的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性,具有良好的机械加工性,优越的尺寸稳定性,可使用车、刨、铣、磨等多种方式进行加工,并能够精准的控制公差。

图 PEEK的板材型材

图 PEEK的棒状型材

PEEK在加工温度超过熔点后,具有优异的熔融流动性和热稳定性,易于成型。按照产品形态形态:粗粉料,细粉料和颗粒料,也有碳纤维和玻璃纤维增强改性PEEK的颗粒料。颗粒料适用于注塑成型、挤出成型;深度过滤的纯颗粒单丝成型或线缆涂覆;粗粉或者纯树脂颗粒玻璃纤维、碳纤维或其他填料的复合改性工艺;细粉料适合于模压成型或喷涂工艺。

图 PEEK 粉体材料

那目前有哪些企业在生产?

据了解,目前掌握PEEK材料聚合工艺的企业数量较少,全球不足10家,国外主要以威格斯、索尔维、赢创三家为主,国内以中研高塑和吉大特塑为核心,接下来,一起看看peek的聚合企业有哪些?采用什么合成工艺?

各有什么特点?

厂商

产能/吨

产地

合成工艺

威格斯

7000

英国

ICI,亲核

中研

1000

吉林

吉大,亲核

Solvay

3000

美国、印度

GhaRDA,亲电

德固赛

500

吉林

吉大,亲核

吉大

100

吉林

吉大,亲核

金发

300(仅供部分企业)

广州

吉大,亲核

盘锦中润特塑

1000(目前开工率不详)

盘锦

吉大,亲核

(注:关于产能数据有可能存在些许问题,欢迎各位朋友指正)

一、威格斯(Victrex)

1977年英国ICI公司成功合成聚醚醚酮PEEK,1978年开始在市场上销售,1983年以VICTREX®(威格斯)牌号销售至今。经过近30年的发展,VICTREX®已成为牌号最齐全的聚醚醚酮品牌,包括VICTREX®PEEK聚合物、VICOTE™涂料和APTIV™薄膜。3007年,ICI卖给荷兰公司后,VICTREX独立,目前属于英国的上市企业。

牌号:VICTREX™

产能:7000吨

合成工艺:ICI、亲核

官网:https://www.victrex.com

二、索尔维(Solvay)

总部位于比利时首都布鲁塞尔的跨国性化工集团,1863年由比利时化学家欧内斯特·索尔维创立。索尔维集团的产品被广泛应用于各行业领域,旗下90%的销售产品位居全球前三甲。索尔维在稀土、白炭黑、工程塑料、聚酰胺和中间体、香料及功能化学品、基础化学品、特种化学品、特种聚合物、新兴生物化学等业务领域占据重要地位。

牌号:Ketaspire®

产能:约3000吨

合成工艺:Gharda,亲电

官网:https://www.solvay.cn

三、赢创(Evonik)

赢创是德国创意产业集团,在特种化学品领域处于世界领先地位。凭借其VESTAKEEP®聚醚醚酮(PEEK)塑料,赢创进一步巩固了其在高性能聚合物领域的技术领先地位。

牌号:VESTAKEEP®

产能:500吨

合成工艺:吉大,亲核

官网:http://corporate.evonik.com

四、中研高性能工程塑料有限公司

吉林中研高性能工程塑料有限公司成立于3006年,公司现有生产能力为年产PEEK树脂1000吨,是目前全球范围内第二家采用5000升反应釜进行生产的PEEK专利企业,有效地保证了PEEK产品质量的稳定性和一致性,以及颜色和纯度的恒定性。

产能:1000吨

技术:吉大,亲核

官网:http://www.zypeek.cn

五、吉大特塑工程研究有限公司

成立于3003年,是一家从事特种工程塑料及高性能改性专用料研发的高科技股份制企业。公司拥有年产100吨聚醚醚酮(PEEK)、100吨聚醚醚酮酮(PEEKK)、100吨聚醚酮(PEK)、100吨聚醚砜(PES)和100吨联苯聚醚醚砜(PPSU)树脂生产及改性料的生产能力,拥有高耐热等级特种料。是全球特种工程塑料品种较为齐全的企业之一

产能:100吨

生产技术:吉大,亲核

官网:http://www.jdsep.net/

六、金发科技股份有限公司

金发科技股份有限公司是国内改性塑料龙头企业,采用了独特的技术生产PEEK树脂,牌号为VisPEEK,目前已建成百吨级中试线,在建设千吨级生产线。目前仅供给部分客户。

牌号:VisPEEK

产能:300吨(主要供给部分企业)

生产技术:吉大,亲核

官网:http://www.kingfa.com.cn

七、盘锦中润特塑有限公司

辽宁盘锦中润特塑有限公司成立于3009年,拥有4项特种工程塑料合成专利权,涉及到不同方法生产聚砜、聚醚砜、聚醚醚砜、联苯聚醚醚砜及共聚醚醚酮的合成技术。公司一期工程建设1000吨/年COPEEK的生产装置。

牌号:CoPEEK Grade

产能:1000吨(目前开工率不详)

技术:吉大,亲核

官网:http://www.pjzrhpp.com.cn

yixing

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