Hiện nay, nhựa PEEK được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực.Bên cạnh nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn, đây cũng là một trong những dòng nhựa công nghiệp chất lượng.
Nhựa PEEK Là Gì? Đây là câu hỏi không ít khách hàng vẫn còn rất mơ hồ về khái niệm và tính năng vượt trội của dòng nhiên liệu này. Nhựa PEEK được sản xuất thông qua quy trình đúc các loại nhựa polyetheretherketone ở nhiệt độ phù hợp.
Hình 1: Nhựa PEEK ở dạng ống tròn
Poly Erherethe Ketron chính là tên gọi khoa học của nhựa PEEK. Vật liệu được phát hiện từ đâu năm 1978 bởi Tập đoàn ICI ở Vương Quốc Anh. Cấu trúc hóa học chính của Nhựa PEEK được hình thành từ nhiều vòng Benzen nối tiếp nhau thông qua 2 nhóm: nhóm ether (-O-) và ketone (-C(=O)-).
Thông thường, kích thước của nhựa PEEK sẽ phân chia thành 2 loại, cụ thể như sau:
- Nhựa PEEK ở dạng tấm: 600x1000mm là kích thước phổ biến nhất với độ dày giao động từ 5mm đến 60mm.
- Nhựa PEEK ở dạng cây: Đường kính trung bình từ φ5 đến φ200mm với kích thước tiêu chuẩn là 1000mm.
- Ngoài ra, nhựa PEEK cũng được sản xuất với đa dạng màu sắc như nâu đậm, đen, trắng hoặc xám để đáp ứng nhu cầu của thị trường.
Nhựa PEEK được biết đến là một trong những vật liệu nhựa cao cấp nhất trên thế giới và được sử dụng để thay thế hoàn toàn kim loại. Thêm vào đó, nhựa PEEK cũng là một loại nhựa công trình đặc biệt, chúng sở hữu khả năng chịu nhiệt cao cùng Modun đàn hồi là 3.6 Gpa cũng như cường độ kéo giãn là 170 MPa.
Hình 2: Nhựa PEEK được sản xuất bằng quy trình đúc liên quan đến nhựa polyetheretherketone ở nhiệt độ tối ưu
Đặc biệt, nhựa PEEK cũng sẽ thể hiện một cách chi tiết nhất hai nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh lần lượt là 140 độ C và 275 độ C. Hơn thế nữa, tính cơ học cùng khả năng kháng hóa chất cũng là điểm sáng giúp nhựa PEEK trở nên phổ biến hơn.
Những chất phụ gia phổ biến trong sản xuất nhựa như: PTFE, Graphite, Ceramic, Carbon hay thủy tinh cũng sẽ được thêm vào quá trình gia công nhựa PEEK để cải thiện nhiệt độ hoạt động. Nhựa PEEK được giới chuyên gia đánh giá rất thân thiện với môi trường hữu cơ và không ảnh hưởng đến sự phát triển của thiên nhiên.
|
Thông số kỹ thuật |
Nhựa PEEK - Poly Ether Ketone |
|
Trọng lượng riêng (Đơn vị tính: g/cm3): |
1.3 |
|
Độ thấm nước tính trong 24 tiếng ở nhiệt độ 23 độ C: |
Khoảng 0.14 |
|
Độ bền kéo Mpa: |
Ước tính 87 |
|
Độ giãn nở (Đơn vị tính: %): |
80% |
|
Độ bền uốn Mpa: |
Giao động từ 142 |
|
Độ bền khi xảy ra va đập (Đơn vị tính: Lzod j/m): |
Lên đến 3700 |
|
Độ cứng tính theo hệ Rockwell: |
88 |
|
Nhiệt độ chịu đựng trong thời gian dài: |
M98 |
|
Nhiệt độ chịu đựng trong thời gian ngắn: |
Khoảng 260 độ C |
|
Điểm nóng chảy: |
Đạt mức 300 độ C |
|
Nhiệt độ thấp nhất: |
Âm 40 Độ C |
|
Điện trở suất (Đơn vị tính: Ω・cm): |
Tiêu chuẩn 1 x E16 |
Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ gửi đến các bạn ưu điểm nổi bật giúp nhựa PEEK chiếm trọn niềm tin của thị trường cũng như được tận dụng triệt để tại rất nhiều nhà máy quy mô lớn.
Hình 3: Nhựa PEEK có tiêu chuẩn và đặc tính cao nhất trong tất cả các loại vật liệu nhựa công nghiệp hiện nay.
Nhựa PEEK sở hữu đầy đủ những ưu điểm ấn tượng từ khả năng chịu nhiệt, khả năng kháng lực cùng những đặc tính vật lý và hóa học phù hợp trong từng lĩnh vực sản xuất cụ thể.
Thật không quá khi nói rằng, chất lượng của nhựa PEEK là điều không thể tranh luận bởi vì chúng đã được kiểm định khắt khe để ứng dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Điều này cho thấy mọi tính chất hóa học cũng như vật lý phải đạt mức hoàn hảo. Tham khảo ngay 6 điểm mạnh của nhựa PEEK.
Các chuyên gia đầu ngành đã nhận định rằng, tính chống ăn mòn của nhựa PEEK được xem như gần bằng với thép Niken - một trong những vật liệu bền bỉ nổi tiếng nhất trong ngành xây dựng.
Đặc biệt, Axit Sunfuric loại mạnh là hợp chất hóa học duy nhất có thể phá tan cấu trúc của nhựa PEEK, các loại chất hóa học thông thường hay các dung môi hữu cơ vẫn không đủ khả năng làm điều này. Tính chất này vẫn phát huy rất tốt kể cả trong điều kiện nhiệt độ cao.
Đó chính là lý do vì sao nhựa PEEK trở thành sự lựa chọn phù hợp cho các thiết bị y tế thường xuyên tiếp xúc với hóa chất mà vẫn đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người.
Hình 4: Khả năng kháng hóa chất PEEK được nâng lên tầm cao mới
260 độ C chính là mức nhiệt độ trung bình mà nhựa PEEK có thể chịu đựng được trong xuyên suốt quá trình gia công. Đây là mức nhiệt độ cao hơn rất nhiều so với các loại nhựa thông thường chỉ khoảng 150 độ C.
Không những thế, nhựa PEEK đạt mức nhiệt nóng chảy lên đến 334 độ C và nhà mày cần sử dụng mức nhiệt độ gần 400 độ C để đúc thành công nhựa PEEK. Điểm mạnh nhất của nhựa PEEK chính là tính chất vật lý rất khó thay đổi trong môi trường nhiệt độ cao.
Bên cạnh đó, loại vật liệu này có khả năng kháng hơi nước cũng như nước nóng và chỉ được khử trùng bằng hơi nước áp suất cao trong nồi hấp công nghiệp. Đặc điểm này cũng giúp nhựa PEEK rất khó bị phân hủy. Chính vì vậy, vật liệu được ứng dụng trong lĩnh vực hàng không và vũ trụ.
Hình 5: Nhựa PEEK có khả năng chịu nhiệt cao nhất
Luật Vệ Sinh Thực Phẩm Nhật Bản và FDA Hoa Kỳ đã công nhận tiêu chuẩn an toàn của nhựa PEEK đối với sức khỏe con người. Đó chính là lý do vì sao vật liệu này được sử dụng phổ biến trong ngành thực phẩm và dược phẩm.
Nhựa PEEK cũng là vật liệu phù hợp trong các lĩnh vực yêu cầu nghiêm ngặt về hệ số ma sát cũng như tính chịu ăn mòn. Bởi vì thành phần bên trong nhựa PEEK có chứa hàm lượng than chì và sợi carbon.
Nhựa PEEK có khả năng chịu bức xạ vượt qua cả hợp chất Polystyrene, đây là vật liệu nhựa công nghiệp có tính chịu bức xạ tốt nhất. Đặc biệt, nhựa PEEK có thể chịu được mức bức xạ lên đến 1100 Mrad.
Ngoài ra, nhựa PEEK là loại nhựa duy nhất có khả năng chống cháy nổ cao mà không cần thêm bất kì nguyên liệu hay chất gì trong quá trình sản xuất bởi vì nhựa PEEK là hợp chất cao phân tử rất ổn định. Mức chống cháy tiêu chuẩn của nguyên liệu đạt từ UL 94V - 0 đến HB.
Hình 6: Nhựa PEEK sở hữu đầy đủ tiêu chuẩn phù hợp với con người và rất bền bỉ
Tuy nhiên, nhựa PEEK cũng có một vài nhược điểm mà doanh nghiệp hay các nhà máy cũng cần phải lưu ý trước khi ra quyết định mua hàng. Vật liệu chỉ tồn tại 2 điểm yếu, cụ thể là:
Nhựa PEEK sở hữu rất nhiều đặc điểm dẫn đầu trong tất cả các loại vật liệu nhựa công nghiệp. Chính vì vậy, giá thành của vật liệu này không quá rẻ. Tính đến giai đoạn cuối năm 2022, mức giá nhựa PEEK trung bình khoảng 170.000 VNĐ/kg.
Mức giá này có thể cao khoảng 39 lần so với nhựa kỹ thuật và gần 50 lần so với các loại nhựa thông thường. Vật liệu cũng trải qua những biến động về giá, nhưng mức độ không quá lớn. Chính vì vậy, các chủ doanh nghiệp và nhà máy cần phải lưu ý kĩ càng điều này để quy trình vận hành và tối ưu chi phí diễn ra một cách hiệu quả nhất.
Không những thế, những lưỡi dao không đạt tiêu chuẩn có khả năng bị nứt hoặc gãy khi tiếp xúc với nhựa PEEK trong quá trình gia công. Đó chính là lý do vì sao kỹ thuật viên là người phải có nhiều năm kinh nghiệm và am hiểu chi tiết về từng loại máy móc cũng như tính chất của vật liệu này.
Tuy nhiên, những nhược điểm này không cản trở sự phổ biến và thông dụng của nhựa PEEK trong đời sống và các ngành công nghiệp nặng. Rất nhiều lĩnh vực đã tận dụng triệt để ưu điểm của nhựa PEEK và mang đến những sản phẩm tốt nhất cho thị trường.
.jpg)
Hình 7: Sản xuất nhựa PEEK đòi hỏi kỹ thuật cao
Hiện nay, nhựa PEEK xuất hiện trong hầu hết mọi lĩnh vực từ quy mô nhỏ đến lớn như: công nghệ - điện tử, cơ khí, y tế, hàng không,...
Hình 8: Ứng dụng của nhựa PEEK
Nhựa PEEK không chỉ có khả năng cách điện tuyệt vời mà còn duy trì nó trong suốt quá trình gia công khắc nghiệt với áp suất cao, độ ẩm cao cũng như nhiệt độ cao. Nhựa PEEK là thành phần quan trọng để sản xuất các chất mang wafer, thiết bị kết nối hay màng ngăn cách điện trong ngành công nghiệp bán dẫn.
Để đạt được khả năng chống ăn mòn và cách nhiệt tốt nhất, loại sơn được làm từ nhựa bột PEEK sẽ được phủ trên bề mặt của kim loại cũng như trải qua các phương pháp phun nhiệt. Đặc biệt, các doanh nghiệp Nhật Bản rất ưa chuộng nhựa PEEK và sử dụng phần lớn trong chế tạo và sản xuất mạch tích hợp.
Hình 9: Nhựa PEEK không chỉ có khả năng cách điện tuyệt vời mà còn duy trì được khả năng này trong quá trình xử lý khắc nghiệt với áp suất cao.
Kế đến, nhựa PEEK cũng sẽ được tận dụng trong các thiết bị vận chuyển và lưu trữ khí tự nhiên, nước siêu tinh khiết hoặc dầu mỏ như máy bơm, các đường ống dẫn và van bơm. Để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lao động, nhựa PEEK trở thành vật liệu để sản xuất các thiết bị đo đạc lượng dầu mỏ ở sâu dưới các bồn chứa.
Các sản phẩm như vòng piston, vòng đệm và các sản phẩm tiếp xúc nhiều với chất hóa học cũng được chế tạo từ nhựa PEEK. Hơn thế nữa, tính chất của nhựa PEEK rất đặc biệt vì nó đủ khả năng liên kết chặt chẽ với những chất kết dính khác trong điều kiện nhiệt độ cao. Chính vì vậy, các sản phẩm đầu nối của các hệ thống máy tự động cũng là thị trường tiềm năng phù hợp với vật liệu này.
Hình 10: Nhựa PEEK dùng để sản xuất các đầu nối, ống nước, đầu bơm.
Nhờ vào đặc điểm chống ăn mòn mạnh, an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và tương thích tốt với các chất sinh học, nhựa PEEK không chỉ sử dụng trong sản xuất các thiết bị nha khoa, y tế phục vụ cho phẫu thuật, mà còn có thể làm xương nhân tạo thay cho vật liệu kim loại thông thường. Các nhà khoa học cũng đã kiểm chứng, mô đun đàn hồi của nhựa PEEK hoàn toàn tương thích với cơ thể con người và không xảy ra bất kỳ phản ứng hóa học nào.
Hình 11: PEEK Plastic sản xuất dụng cụ y tế.
Như chúng ta đều biết rằng mức kháng nhiệt của nhựa PEEK cao nhất trong các loại nhựa công nghiệp. Chính vì vậy, nó đủ sức thay thế hoàn toàn cho các kim loại và nhôm để sản xuất các bộ phận máy bay khác nhau.
Điều này gia tăng an toàn hàng không và giảm thiểu tối đa tình trạng đốt cháy động cơ trong những chuyến bay thương mại đường dài. Đặc biệt, ngành vũ trụ cũng là lĩnh vực quan trọng và tiếp xúc với rất nhiều thiết bị cũng như nhiệt độ cao. Và nhựa PEEK cũng là sự lựa chọn hoàn hảo.
Nhựa PEEK cũng xuất hiện trong các nhà máy điện hạt nhân bởi vì đặc tính chịu được bức xạ, thủy phân và nhiệt độ cao. Các khung cuộn dây và cáp là những sản phẩm phổ biến của loại vật liệu này.
Hình 12: Vật liệu polymer PEEK được sử dụng trong năng lượng và hàng không vũ trụ.
Vật liệu Polymer PEEK có nhiều ưu điểm khác nhau về độ chống mòn , trọng lượng nhẹ và cường độ cao nên dễ dàng được xử lý thành các thành phần với dung sai tối thiểu, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho phương tiện trong những chuyến hành trình dài. Vật liệu vẫn đủ khả năng thay thế cho các vật liệu tổng hợp khác.
.png)
