Polyetheretherketon (PEEK) ist ein Hochleistungsthermoplast, der für seine hervorragenden mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften bekannt ist. Es gehört zur Familie der Polyaryletherketone (PAEK) und wird in anspruchsvollen Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und Elektronik weit verbreitet eingesetzt.

Struktur

Die Struktur von Polyetheretherketon (PEEK) besteht aus einem aromatischen Rückgrat mit sich wiederholenden Ether (-O-) und Keton (C=O) Funktionsgruppen, die zu seiner hohen thermischen und mechanischen Stabilität beitragen. Seine Molekularstruktur setzt sich aus abwechselnden Benzophenon-Einheiten (C=O, die mit Benzolringen verbunden sind) und Ether (-O-) Verknüpfungen zusammen, wodurch ein teilkristallines Polymer entsteht. Die starren aromatischen Ringe verleihen PEEK Festigkeit und Hitzebeständigkeit, während die flexiblen Etherbindungen für Zähigkeit und gute Verarbeitbarkeit sorgen. Diese einzigartige Kombination struktureller Elemente verleiht PEEK außergewöhnliche Eigenschaften, wie eine hohe Schmelztemperatur, chemische Beständigkeit und hervorragende mechanische Leistung unter extremen Bedingungen.

Eigenschaften

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein Hochleistungsthermoplast mit einer einzigartigen Kombination aus thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften. Es besitzt eine hervorragende Hitzebeständigkeit mit einer Dauergebrauchstemperatur von bis zu 250 °C und einer Schmelztemperatur von 343 °C. PEEK weist eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit, hohe Steifigkeit sowie eine hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit auf, was es für anspruchsvolle Anwendungen prädestiniert. Das Material ist hochbeständig gegenüber Chemikalien, einschließlich Säuren, Basen und Lösungsmitteln, was seine Langlebigkeit in aggressiven Umgebungen sichert.

Darüber hinaus verfügt PEEK über einen niedrigen Reibungskoeffizienten und selbstschmierende Eigenschaften, die seine Leistung in Lagern und Zahnrädern verbessern. PEEK ist außerdem biokompatibel und eignet sich daher ideal für medizinische Implantate und Geräte. Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Isoliereigenschaften wird es auch in der Elektronik- und Elektroindustrie eingesetzt. Zudem besitzt PEEK eine geringe Entflammbarkeit mit minimaler Rauch- und Schadstoffemission, was zur Sicherheit in Hochleistungsanwendungen beiträgt.

Anwendungen von Polyetheretherketon (PEEK):

• Luft- und Raumfahrt: Verwendung in Flugzeugkomponenten, Motorteilen und Isolierungen aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit und des geringen Gewichts.
• Automobilindustrie: Einsatz in Zahnrädern, Lagern, Dichtungen und elektrischen Steckverbindern für hohe Haltbarkeit und reduzierte Reibung.
• Medizintechnik: Verwendung in orthopädischen Implantaten, Wirbelsäulencages und Zahnprothesen aufgrund der Biokompatibilität und Sterilisationsbeständigkeit.
• Öl- und Gasindustrie: Verwendung in Dichtungen, Ventilen und Pumpenkomponenten aufgrund der chemischen Beständigkeit und Druckstabilität.
• Elektronik: Verwendung in Steckverbindern, Isolatoren und der Halbleiterfertigung aufgrund der hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften.
• 3D-Druck und Fertigung: Einsatz in der additiven Fertigung für Hochleistungskomponenten, die Festigkeit und Hitzebeständigkeit erfordern.

Vorteile von PEEK:

• Hohe thermische Beständigkeit: Stabilität bis zu 250 °C.
• Hervorragende mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Außergewöhnliche chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Basen und Lösungsmitteln.
• Niedrige Reibung und selbstschmierende Eigenschaften.
• Biokompatibel und sterilisierbar für medizinische Anwendungen.
• Hervorragende elektrische Isolationseigenschaften.
• Geringe Entflammbarkeit mit minimaler Rauch- und Schadstoffemission.
• Leichtgewichtig, ideal für Luft- und Raumfahrt sowie Automobilindustrie.

Nachteile von PEEK:

• Hohe Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen.
• Schwierige Verarbeitung aufgrund der hohen Schmelztemperatur.
• Erfordert spezielle Ausrüstung für Spritzguss oder mechanische Bearbeitung.
• Begrenzte Verfügbarkeit im Vergleich zu weiter verbreiteten Polymeren.
• Kann bei längerer Einwirkung von starken Säuren und UV-Strahlung abgebaut werden.

Polyetherketonketon (PEKK) ist ein Hochleistungsthermoplast, der zur Familie der Polyaryletherketone (PAEK) gehört. Er zeichnet sich durch außergewöhnliche mechanische, thermische und chemische Beständigkeit aus, wodurch er bevorzugt in anspruchsvollen Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik und industrieller Fertigung eingesetzt wird.

Struktur

Polyetherketonketon (PEKK) ist ein halb-kristalliner Polymer, der aus sich wiederholenden aromatischen Ringen besteht, die durch Ether- (–O–) und Ketongruppen (–C=O–) miteinander verbunden sind. Die molekulare Struktur basiert auf der Polyaryletherketon (PAEK)-Chemie, wobei das Verhältnis und die Anordnung der Ether- und Ketongruppen die Kristallinität und thermischen Eigenschaften beeinflussen. PEKK besitzt eine einzigartige molekulare Struktur, die Variationen in der Positionierung der Ketongruppen ermöglicht und zu verschiedenen isomeren Formen führt, insbesondere der Terephthaloyl- (T) und Isophthaloyl- (I) Form. Diese Variationen beeinflussen die Verarbeitungsmerkmale und die mechanische Leistung. Die Ketongruppen erhöhen die thermische Stabilität, während die Etherbindungen für eine gewisse Flexibilität sorgen, was PEKK zu einem vielseitigen Material für Hochleistungsanwendungen macht.

Eigenschaften

Polyetherketonketon (PEKK) bietet eine Kombination aus hoher mechanischer Festigkeit, exzellenter thermischer Stabilität und außergewöhnlicher chemischer Beständigkeit, was es für anspruchsvolle Anwendungen geeignet macht. Es kann kontinuierliche Einsatztemperaturen von bis zu 260°C aushalten und besitzt eine inhärente Flammhemmung mit geringer Rauch- und Toxizitätsentwicklung. PEKK weist eine hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit auf, was seine Haltbarkeit in hochbelasteten Umgebungen gewährleistet. Seine chemische Beständigkeit ermöglicht den Einsatz in aggressiven Umgebungen mit Säuren, Lösungsmitteln und Kohlenwasserstoffen. Die Kristallinität des Polymers kann gezielt angepasst werden, was eine größere Flexibilität bei der Verarbeitung durch Spritzguss, Extrusion und 3D-Druck ermöglicht. Im Vergleich zu anderen Polyaryletherketonen kristallisiert PEKK langsamer, was eine bessere Haftung in Verbundwerkstoffen und eine leichtere Verarbeitbarkeit ermöglicht. Diese Eigenschaften machen es zu einer bevorzugten Wahl in Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik und industriellen Anwendungen, die hohe Leistung erfordern.

Vorteile von Polyetherketonketon (PEKK):

• Hohe thermische Stabilität, beständig bis zu 260°C
• Exzellente mechanische Festigkeit und Langlebigkeit
• Hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Lösungsmitteln und Kohlenwasserstoffen
• Inhärente Flammhemmung mit geringer Rauch- und Toxizitätsentwicklung
• Außergewöhnliche Verschleiß- und Abriebfestigkeit für Anwendungen mit hoher Reibung
• Anpassbare Kristallinität für verbesserte Verarbeitbarkeit und Haftung in Verbundwerkstoffen
• Gute elektrische Isolationseigenschaften für elektronische Anwendungen
• Kompatibel mit verschiedenen Fertigungstechniken, einschließlich Spritzguss, Extrusion und 3D-Druck

Nachteile von Polyetherketonketon (PEKK):

• Höhere Kosten im Vergleich zu Standardthermoplasten
• Erfordert spezielle Verarbeitungstechniken aufgrund hoher Schmelztemperaturen
• Begrenzte Verfügbarkeit im Vergleich zu weiter verbreiteten technischen Kunststoffen
• Je nach Kristallinitätsgrad kann es in einigen Formulierungen spröde sein

Anwendungsbereiche von Polyetherketonketon (PEKK):

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: Strukturbauteile, Flugzeuginnenräume, Motorkomponenten
• Automobilbau: Leichtbaualternativen zu Metallkomponenten zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz
• Medizintechnik: Biokompatible Implantate, Prothesen und chirurgische Instrumente
• Elektronik: Hochleistungs-Isoliermaterialien, Steckverbinder und Leiterplattenkomponenten
• Öl & Gas: Dichtungen, Schläuche und Lager für extreme Temperaturen und chemische Beständigkeit
• 3D-Druck: Einsatz in der additiven Fertigung für hochfeste, hitzebeständige Bauteile