耐磨级PEEK的特性

耐磨级 PEEK（聚醚醚酮）是在普通 PEEK 树脂基础上，通过填充改性（如添加碳纤维、石墨、PTFE、二硫化钼等耐磨助剂）优化而成的高性能特种工程塑料，其核心特性围绕 “极致耐磨性” 展开，并保留了 PEEK 本身的优异基础性能，广泛应用于对摩擦磨损要求严苛的高端工业场景。

一、核心特性：以 “耐磨” 为核心的性能优势

1. 卓越的耐磨与自润滑性

这是耐磨级 PEEK 最核心的特性，源于改性填充体系的协同作用：

• 低摩擦系数：填充 PTFE（聚四氟乙烯）、石墨等助剂后，其动摩擦系数可低至 0.1-0.2（无润滑条件下），接近 PTFE 的润滑水平，远优于普通金属（如钢的摩擦系数约 0.5-0.8）。

• 优异的耐磨损性：在干摩擦或边界润滑条件下，其体积磨损率极低（通常＜1×10⁻⁶ mm³/(N・m)），是普通 PEEK 的 3-5 倍，更是尼龙、聚甲醛（POM）的 10 倍以上。例如，在高速重载工况下，耐磨级 PEEK 部件的使用寿命可达到金属部件的数十倍。

• 自润滑免维护：无需额外添加润滑油或脂，自身的填充体系可形成稳定的润滑膜，尤其适用于 “无法润滑”（如食品、医疗）或 “润滑失效”（如高温、真空）的场景。

2. 耐高温稳定性

保留了 PEEK 树脂本身的耐高温基因，改性后耐热性基本不受影响：

• 长期使用温度可达240-260℃，短期耐受温度可超过 300℃；

• 在高温环境下，其耐磨性能、机械强度仍能保持稳定，不会因温度升高而快速失效（普通塑料如 POM 在 100℃以上耐磨性能已显著下降）。

3. 优异的机械强度与刚性

填充碳纤维、玻璃纤维等增强材料后，其力学性能进一步提升：

• 拉伸强度可达 100-150 MPa，弯曲强度可达 150-200 MPa，刚性（弯曲模量）是普通 PEEK 的 2-3 倍；

• 抗冲击性、抗疲劳性优异，在反复摩擦和载荷作用下不易断裂或变形，适用于轴承、齿轮等受力耐磨部件。

4. 耐化学腐蚀性与耐溶剂性

与普通 PEEK 一致，耐磨级 PEEK 对绝大多数化学介质具有出色的抗性：

• 耐受酸（如盐酸、硫酸，除浓硝酸等强氧化性酸）、碱、盐溶液、有机溶剂（如乙醇、丙酮、石油醚）等；

• 在腐蚀性介质中，其耐磨层不易被侵蚀，可避免因化学腐蚀导致的磨损加速，适用于化工、海洋等恶劣环境。

5. 尺寸稳定性与抗蠕变性

• 线膨胀系数低（约 2.5×10⁻⁵/℃），且填充改性后收缩率可控制在 0.2%-0.5%，成型后部件尺寸精度高；

• 高温高压下抗蠕变性优异（蠕变是材料长期受力后的缓慢变形），可保证耐磨部件长期贴合工作面，避免因变形导致的磨损不均。

6. 电气绝缘性与耐辐射性

• 常温下体积电阻率可达 10¹⁶-10¹⁸ Ω・cm，击穿电压＞30 kV/mm，适用于电绝缘耐磨场景（如电机轴承）；

• 耐 γ 射线辐射剂量可达 10⁴ Gy 以上，可用于核工业相关耐磨部件。

二、典型改性体系与特性差异

耐磨级 PEEK 的性能可通过不同填充剂调控，常见体系如下：

三、应用场景

基于上述特性，耐磨级 PEEK 主要用于替代金属（钢、铜、不锈钢）、普通塑料等易磨损材料，典型应用包括：

• 机械工业：轴承、轴套、齿轮、滑块、导轨、密封环；

• 汽车工业：发动机活塞环、变速箱耐磨垫片、燃油系统部件；

• 航空航天：飞机发动机高温耐磨衬套、液压系统密封件；

• 医疗工业：手术器械耐磨关节、人工关节假体（需符合医用级标准）；

• 电子工业：半导体设备耐磨导轨、电机绝缘轴承。

四、相对局限性

1. 成本较高：原材料及改性工艺复杂，价格远高于普通工程塑料（如尼龙、POM），甚至高于部分金属；

2. 成型难度大：熔融粘度高，需高温高压成型（成型温度 360-400℃），对设备要求高；

3. 抗冲击性略降：纤维增强型耐磨 PEEK 的抗冲击性比普通 PEEK 稍低，需根据工况平衡刚性与韧性。