注塑级 30%碳纤维增强 PEEK｜美国索尔维 KetaSpire® KT-820 CF30 全维度技术文档

一、产品介绍

KetaSpire® KT-820 CF30 是美国索尔维（Solvay，现特种聚合物业务归属 Syensqo/世索科）KetaSpire® PEEK 家族中的标准粘度（低流动）、30 wt% 短切碳纤维增强聚醚醚酮注塑级牌号，黑色颗粒，密度 1.41 g/cm³。

“KT-820”代表标准熔融粘度 PEEK 基体（对应高流动版为 KT-880），“CF30”即 Carbon Fiber 30%。该牌号在 PEEK 本征 260℃ 级耐热、耐化学、抗疲劳基础上，通过 30% 碳纤维将拉伸模量推至 19.7–22.8 GPa、弯曲模量 17.5–20.5 GPa，并把线膨胀系数压到 5.2×10⁻⁶ /℃（流动向），是 KetaSpire 系列中刚性高、热膨胀低、尺寸稳定性的牌号之一，专为中高载荷、近金属替代结构件设计。 它兼顾注塑、挤出与机加工，典型用于汽车传动、油气井下仪器、航发周边非承力结构、半导体湿法件、医疗手术器械手柄等。

二、公司介绍

索尔维（Solvay）1863 年创立于比利时布鲁塞尔，是高性能特种聚合物老牌供应商；2023 年其材料板块拆分独立为 Syensqo（世索科），KetaSpire® PEEK、AvaSpire® PAEK、Zeniva® 医用 PEEK 等均纳入新主体，美国、欧洲、亚洲均有聚合与改性基地。

KetaSpire® 是全球主流 PEEK 品牌之一，市占仅次于 Victrex，矩阵覆盖纯树脂（KT-820P/KT-880P）、玻纤增强（GF30）、碳纤增强（CF30）、耐磨润滑（SL 系列）、医疗（MED）等。KT-820 CF30 通过 RoHS、UL 94 V-0（0.8/1.6mm）、可伽马/环氧乙烷/蒸汽灭菌、ISO 10993 等合规项，在空客/波音辅件、半导体 AMAT/ Lam 兼容湿法件、北美油气完井工具中有成熟案例。

三、产品性能

• 超高刚性与强度：拉伸屈服 201 MPa（ASTM）/ 217 MPa（ISO），拉伸模量 19700–22800 MPa，弯曲强度 311–317 MPa，弯曲模量 17500–20500 MPa，压缩强度 173 MPa，洛氏 M105；属于“金属级刚性+中等韧”的轻量化结构材质。

• 耐高温与抗蠕变：Tg 150℃、Tm 340℃，1.8MPa 退火 HDT 315℃，连续使用 240℃、短时可近 300℃；碳纤维使高温模量保持率与抗蠕变远优于纯 PEEK/玻纤 PEEK。

• 极低热膨胀与尺寸稳：流动向 CLTE 5.2×10⁻⁶ /℃，成型收缩流动向 0–0.2%、横向 1.5–1.7%，配合 24h 吸水 0.1%，适合高精度配合件。

• 耐化学与阻燃：耐烃类、液压油、酸碱盐、蒸汽、醇类、生物燃料；自身无卤 V-0（0.8mm 与 1.6mm 均 V-0），低烟无毒，耐辐照可伽马灭菌。

• 摩擦与导电：碳纤维带来半导电性（体积电阻较纯 PEEK 下降数个数量级，具体依批次），干摩擦磨损优于纯 PEEK 但不及 SL 润滑牌号；若需极低磨损应选 KT-820 SL30/SL45。

• 加工粘度：MFR（400℃/2.16kg）1.1 g/10min，属低流动厚壁友好型，熔体粘度 400℃/1000s⁻¹ 约 920 Pa·s。

四、产品用途

• 汽车与轨交：变速箱拨叉、止推垫、电机端盖、制动传感器壳体、燃料电池双极板框架、轻量化悬置支架。

• 油气与化工：井下仪外壳、封隔器卡瓦座、阀杆衬套、计量泵齿轮、耐腐蚀泵壳镶件。

• 航空航天：作动筒支架、舱内承力支架、APU 风管法兰、无人机碳纤维-PEEK 混合结构埋件（非主承力）。

• 半导体与电子：湿法蚀刻腔绝缘支架、晶圆夹具、高温连接器本体、线圈骨架、伺服电机编码器齿轮。

• 工业与医疗：无油轴承保持架、机器人关节臂段、手术器械手柄/牵开器（非植入）、牙科设备传动蜗轮、灭菌托盘框架。

五、产品物性表（典型值，黑色 30%CF PEEK）

注：碳纤取向致各向异性明显，横向强度/模量约为流动向 60–70%，设计取值勿直接套用表中各向同性强材经验。

六、注塑加工与注意事项

1. 干燥：150℃ × 4h（循环热风或除湿干燥），含水率 <0.02%；碳纤牌号吸湿低但微量水汽在 380℃ 会引发银丝、纤维–基体界面气孔。

2. 料筒温度：后段 365℃ / 中段 370℃ / 前段 375℃ / 喷嘴 380℃；熔体 370–390℃，禁超 410℃ 长停（PEEK 热氧化+纤维界面退化）。

3. 模具温度：175–205℃ 高模温，推荐 180–200℃；低温模易欠结晶、内应力翘曲，尤其厚壁件必须高模温+退火。

4. 注射与螺杆：通用螺杆压缩比 2.5–3.5:1，背压尽量低，快速注射；浇口宜大（避免纤维折断），流道短粗，排气槽 0.02–0.03mm 防困气烧焦。

5. 收缩与变形：流动向近零收缩、横向 1.5%+，长条件易翘曲；设计加强筋对称、浇口居中，必要时做 200℃×2–4h 退火释应力。

6. 耐磨边界：CF30 干磨优于纯 PEEK 但摩擦系数仍 0.3–0.4，连续滑动件建议供脂或改选 SL30/SL45；碳纤有磨粒效应，对配磨金属面（软铝/铜）有刮伤风险。

7. 机加工：可车铣钻，但碳纤维硬、刀具磨损快，需用金刚石涂层/PCD 刃具，冷却用风冷或微量油雾，忌水基大流量冲（纤维毛细吸湿）。

8. 合规边界：非植入级，植入器械换 Zeniva®/KT-820 MED；食品接触需单独法规确认；静电敏感环境注意半导电性可能引发放电路径。