一、PEEK介紹

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PEEK（聚醚醚酮）是一(yi)種(zhong)芳香族半結晶線性熱塑(su)性聚(ju)合物，其分子鏈上含有苯環、醚鍵和羰基(ji)，對亞(ya)苯基(ji)通過氧橋（醚和酮）連接。這(zhe)種(zhong)特殊的(de)化(hua)學(xue)結構使得PEEK具有穩定的(de)化(hua)學(xue)性質，從而表(biao)現出耐熱、耐輻射、耐化學腐蝕、機械強度高等(deng)優良特性，并廣泛(fan)應用(yong)于(yu)航(hang)空航(hang)天、醫療、汽車等領域。

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PEEK分子示意圖

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PEEK加(jia)工性(xing)能與材料特性(xing)緊(jin)密關聯(lian)，不同工藝需(xu)匹(pi)配針對(dui)性(xing)參(can)數以避免缺陷。PEEK成型工(gong)藝主要包括(kuo)注塑成型、擠出成型、模壓成型、熱壓成型、3D打印成型等。

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PEEK顆(ke)粒

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二、PEEK 主(zhu)要加工工藝及常(chang)見問(wen)題

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（一）模壓加工

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工藝流程：

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先將PEEK原料經150-200℃烘(hong)干(gan)6-8小時，再填入(ru)經精密加工、導熱良好且涂有(you)脫模劑(ji)的模具中(zhong)；在350℃以(yi)上高(gao)溫(wen)、7-14MPa壓力(li)下(xia)加壓保壓10分鐘，隨后緩慢冷卻至室溫(wen)后脫模；最后按需退(tui)火消應力(li)。適用于中(zhong)批量、中(zhong)等(deng)尺寸結構件（如航空支架、醫療假體底座）。

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PEEK型材(cai)

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模(mo)壓加工常見問題解(jie)析(xi)

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1、真空孔。

主(zhu)要(yao)(yao)原因可能(neng)是(shi)壓力不足，包括冷壓、熱壓、冷卻期間等(deng)，需合(he)理設置模壓壓力；也有可能(neng)是(shi)排氣不徹底(di)，存在包氣情況(kuang)，在冷壓、材料(liao)熔融階段，要(yao)(yao)盡量排出粉體、熔體間隙(xi)的空氣。

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2、表面或(huo)制件內部雜(za)質(zhi)污染。

清理(li)模具(ju)，排查粉末(mo)污(wu)染、干燥(zao)箱(xiang)的清潔度和(he)其他可能的污(wu)染源。

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3、制(zhi)件顏(yan)色過暗(an)、甚至部分材料降解(jie)。

主要原因(yin)可能是(shi)加(jia)熱溫度過(guo)高，高溫工藝段周(zhou)期過(guo)長，需檢查設置溫度和實際(ji)溫度是(shi)否在合(he)理范圍，模壓各區段周(zhou)期是(shi)否合(he)理。

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4、有未熔融(rong)粉末。

主要原(yuan)因可能是加熱溫度過(guo)低，或高(gao)溫段(duan)工藝周期過(guo)短(duan)，致使材料未能達到受(shou)熱熔融的(de)效(xiao)果，需檢查設置溫度和(he)實(shi)際溫度是否(fou)在合理范圍，模(mo)壓各區(qu)段(duan)周期是否(fou)合理。

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（二）擠出加工

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工藝(yi)流程：

PEEK顆(ke)粒 120-150℃烘干4-6h，擠出機分段預熱 300-390℃，低速熔融后經(jing)模具成(cheng)型，水浴或空(kong)氣冷卻，牽引切割(ge)，按需(xu)退火消應力。適用于(yu)連續(xu)生(sheng)產管材、板(ban)材、型材（如 PEEK 耐高(gao)溫管材、電子絕緣(yuan)板(ban)材）。

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PEEK隔熱管 ?

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擠出加工常見問題解析

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1、不(bu)(bu)下料(liao)(liao)，分為料(liao)(liao)斗區(qu)不(bu)(bu)下料(liao)(liao)、螺桿喂料(liao)(liao)段不(bu)(bu)進(jin)料(liao)(liao)。

料(liao)(liao)(liao)(liao)斗(dou)(dou)區(qu)(qu)不(bu)下料(liao)(liao)(liao)(liao)，可能(neng)是料(liao)(liao)(liao)(liao)斗(dou)(dou)區(qu)(qu)冷卻(que)失控，導致(zhi)物料(liao)(liao)(liao)(liao)熔(rong)融(rong)粘結，此時需(xu)要(yao)檢查維護料(liao)(liao)(liao)(liao)斗(dou)(dou)冷卻(que)水(shui)路(lu)(lu)；另(ling)(ling)一(yi)個(ge)可能(neng)是，物料(liao)(liao)(liao)(liao)碰巧(qiao)堆積(ji)架橋(qiao)，簡單清理(li)出物料(liao)(liao)(liao)(liao)，重新再鏈接進料(liao)(liao)(liao)(liao)管(guan)路(lu)(lu)就行。螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)喂料(liao)(liao)(liao)(liao)區(qu)(qu)不(bu)進料(liao)(liao)(liao)(liao)，可能(neng)是設(she)備沒有(you)清理(li)干凈，物料(liao)(liao)(liao)(liao)無(wu)(wu)法在螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)、料(liao)(liao)(liao)(liao)筒(tong)之間(jian)建立很(hen)好的剪(jian)切作(zuo)用，導致(zhi)粒子(zi)物料(liao)(liao)(liao)(liao)無(wu)(wu)法順(shun)利熔(rong)融(rong)、推(tui)(tui)進，此時需(xu)要(yao)停機(ji)清理(li)設(she)備；另(ling)(ling)一(yi)個(ge)可能(neng)是喂料(liao)(liao)(liao)(liao)區(qu)(qu)料(liao)(liao)(liao)(liao)筒(tong)溫度設(she)置過高(gao)，材料(liao)(liao)(liao)(liao)過早熔(rong)融(rong)并包覆螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)，后續物料(liao)(liao)(liao)(liao)無(wu)(wu)法有(you)效進入(ru)螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)的螺(luo)(luo)槽，未(wei)能(neng)建立有(you)效的熔(rong)體推(tui)(tui)進力，需(xu)適當降低(di)后端加(jia)熱區(qu)(qu)的溫度。

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2、擠出機扭矩過高。

直(zhi)接的原因是熔體(ti)粘度(du)(du)過高(gao)(gao)，可通過升高(gao)(gao)螺筒溫度(du)(du)、提高(gao)(gao)剪切速率加(jia)以解決，擠(ji)出(chu)時(shi)，熔體(ti)溫度(du)(du)不建議低于365℃，具(ju)體(ti)溫度(du)(du)根據材料、擠(ji)出(chu)產品(pin)參數進行設(she)置。

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3、表面缺陷，水汽紋(wen)。

由于產品干(gan)(gan)燥不(bu)測底，導致(zhi)塑化熔體中(zhong)含有水(shui)汽，反饋到制品上表現為表面水(shui)汽紋(wen)，可(ke)通過(guo)徹(che)底干(gan)(gan)燥物料解(jie)決(jue)。檢查干(gan)(gan)燥溫(wen)度、周(zhou)期是否(fou)符合預(yu)期，材料轉移過(guo)程是否(fou)受到污染。

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4、板材、棒材、管材產品開裂。

本質的原因是由于(yu)材料(liao)內應力過大(da)，可通過提高冷卻(que)介質溫度、降低擠出速率等方式優化或(huo)解決(jue)。

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5、產品結晶度(du)低。

分為表(biao)面(mian)結(jie)晶度(du)(du)(du)低、內部(bu)結(jie)晶度(du)(du)(du)高，和表(biao)面(mian)結(jie)晶度(du)(du)(du)高、內部(bu)結(jie)晶度(du)(du)(du)低。需(xu)根據制(zhi)件(jian)尺(chi)寸調整冷(leng)卻介質溫(wen)度(du)(du)(du)，厚制(zhi)件(jian)選擇(ze)更低溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)冷(leng)卻介質溫(wen)度(du)(du)(du)，反之選擇(ze)更高的(de)冷(leng)卻介質溫(wen)度(du)(du)(du)。

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（三）注塑加工

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工藝流程(cheng)：PEEK 顆粒經120-150℃烘干 4-6 小時，使用(yong)料(liao)筒預熱至 360-400℃，模具預熱至 150-180℃，顆粒熔融后(hou)，高(gao)壓注入模具型(xing)腔并保壓，冷卻(que)定型(xing)后(hou)脫模，按需經 150-200℃退火消除(chu)殘余應力。適用(yong)于大批量、復雜結構零件（如微(wei)型(xing)齒輪、醫療連接器）。

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PEEK齒輪

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注塑(su)加工(gong)常見問題解析

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1、純樹(shu)脂制(zhi)件透明或(huo)顏(yan)色(se)不(bu)勻。

制件(jian)透明或顏(yan)色不勻，是由于材料結(jie)晶(jing)度不足或結(jie)晶(jing)度不一(yi)致(zhi)引起，通過提(ti)高模具溫度，控制模具各區(qu)域溫度一(yi)致(zhi)，可(ke)優化或解決(jue)該問(wen)題(ti)。

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2、分層(ceng)。

在(zai)制件(jian)薄壁結構處，流過(guo)(guo)過(guo)(guo)多的(de)(de)熔體(ti)時，由于相對冷的(de)(de)熔體(ti)中產生過(guo)(guo)度(du)的(de)(de)剪切，造成(cheng)不(bu)同(tong)厚(hou)度(du)之間的(de)(de)聚合物不(bu)充(chong)分的(de)(de)結合，形成(cheng)不(bu)同(tong)晶(jing)體(ti)結構的(de)(de)層(ceng)(ceng)，一定條件(jian)下(xia)，表層(ceng)(ceng)部分呈現剝落/剝離效(xiao)果。主(zhu)要(yao)通過(guo)(guo)調(diao)(diao)整(zheng)澆口位置、調(diao)(diao)整(zheng)制件(jian)壁厚(hou)加(jia)以解決(jue)。

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3、燒(shao)蝕黑斑。

燒蝕(shi)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)發生在焊接線(xian)區域、流(liu)動路徑(jing)末端或模制件的(de)(de)單個區域（例如，肋），有時，制件還同時存在填(tian)充不完(wan)全的(de)(de)情況(kuang)。原因是注入的(de)(de)塑料(liao)熔(rong)體將空(kong)氣(qi)推到(dao)空(kong)腔(qiang)中的(de)(de)前面，氣(qi)體來(lai)不及排出(chu)，從而被壓縮，致(zhi)使(shi)空(kong)氣(qi)變得(de)非常熱，導致(zhi)制件上出(chu)現燒蝕(shi)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)。可通過(guo)降低(di)射速，或調整排氣(qi)槽(cao)深(shen)度或合理(li)設(she)計(ji)排氣(qi)槽(cao)獲得(de)解決。

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4、黑(hei)點。

本(ben)色或(huo)淺色產品上(shang)，觀(guan)察到(dao)異(yi)常的黑色斑點雜質，可能時由(you)于材(cai)料(liao)(liao)收到(dao)污染，材(cai)料(liao)(liao)出現碳化等原因造成，需排查(cha)物(wu)料(liao)(liao)有無收到(dao)污染，設備(bei)有無缺陷或(huo)設備(bei)尺寸過大、設備(bei)磨損等。查(cha)找到(dao)具體問(wen)題，并修(xiu)復(fu)后，可解(jie)決該問(wen)題。

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5、色差，常見(jian)如光澤差異或應力白。

潛(qian)在的原因有(you)過保壓、拔模(mo)角太小(xiao)、頂(ding)(ding)針(zhen)設(she)計太少(shao)或不合理(li)，頂(ding)(ding)出時制件與(yu)模(mo)具(ju)(ju)之間產生真空(kong)，針(zhen)對(dui)性調整工藝或模(mo)具(ju)(ju)結(jie)構，可解決(jue)問(wen)題。

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6、蛇形紋。

當型(xing)腔(qiang)(qiang)設計(ji)(ji)存(cun)在熔體(ti)由薄到(dao)厚過渡(du)時，由于熔體(ti)流速(su)(su)非常高，沒有任何(he)東西干擾熔體(ti)時，就會發生(sheng)這種情況(kuang)。聚合物熔體(ti)以射(she)(she)流的(de)形式噴(pen)射(she)(she)到(dao)自由腔(qiang)(qiang)中，若(ruo)與模(mo)具壁接觸并粘附(fu)，或(huo)(huo)逐漸冷卻后無法隨后的(de)熔體(ti)結合，最先噴(pen)射(she)(she)的(de)熔體(ti)被擠到(dao)表面，則導(dao)致制件(jian)表面形成蛇形紋。蛇形紋不僅導(dao)致制件(jian)外觀不佳，還會導(dao)致強度降低。合理設計(ji)(ji)模(mo)具，或(huo)(huo)填充對應區域(yu)時采取更低的(de)注(zhu)射(she)(she)速(su)(su)率(lv)，可有效解(jie)決或(huo)(huo)緩解(jie)該(gai)問題。

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7、冷(leng)料。

由(you)于溫度過低熔體在(zai)機器噴嘴或熱流道中失溫固化，在(zai)下(xia)一(yi)次(ci)注射(she)時(shi)，失溫料(liao)被(bei)帶入制件型腔內形成冷(leng)料(liao)區域，因為(wei)冷(leng)料(liao)部分不能與其(qi)他熔體良好熔合(he)，制件機械性能會受到不利影響。合(he)理(li)(li)設計噴嘴溫度，塑(su)化后(hou)合(he)理(li)(li)回退螺(luo)桿，設置冷(leng)料(liao)井，均可(ke)有(you)效緩解(jie)或解(jie)決該(gai)問題。

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8、包氣(qi)。

制(zhi)件內包氣，可以是由于(yu)過(guo)快的(de)(de)塑(su)化速(su)(su)率(lv)(lv)或注射速(su)(su)率(lv)(lv)引起。塑(su)化時應(ying)(ying)選取合適的(de)(de)塑(su)化速(su)(su)率(lv)(lv)和背壓，避免熔體(ti)中帶(dai)入空氣；注射時，尤其存(cun)在(zai)型腔(qiang)由薄到厚過(guo)度(du)時，應(ying)(ying)在(zai)填充此區域時降低射速(su)(su)。

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9、收(shou)縮痕(hen)或(huo)真空(kong)孔。

收縮痕(hen)及真空孔(kong)通常出(chu)現(xian)在制件最厚處，是由(you)于材(cai)料填充不足引起，當邊緣層凝固材(cai)屈(qu)服(fu)于收縮力(li)(li)時(shi)產生收縮痕(hen)，不屈(qu)服(fu)于收縮力(li)(li)時(shi)產生真空孔(kong)。有效(xiao)的解決方案包括，提(ti)高保壓壓力(li)(li)、延長保壓時(shi)間，合理設計熔體填充路徑避免(mian)出(chu)現(xian)由(you)薄到(dao)厚等。

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10、波浪紋。

制件(jian)表面形成(cheng)垂直于(yu)流(liu)動(dong)方向的波浪紋，有兩種主要情形，一種是注(zhu)射速率(lv)過(guo)(guo)慢致使前端熔(rong)(rong)體過(guo)(guo)度(du)(du)(du)冷卻，填充過(guo)(guo)程(cheng)中不再能形成(cheng)貼(tie)(tie)合型(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)壁的效果(guo)；另一種是型(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)流(liu)程(cheng)比(bi)過(guo)(guo)大，型(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)后端熔(rong)(rong)體粘(zhan)度(du)(du)(du)高、壓(ya)力損失(shi)過(guo)(guo)大，充模(mo)過(guo)(guo)程(cheng)無(wu)法有效貼(tie)(tie)實型(xing)(xing)腔(qiang)(qiang)壁。設置合理射速，提高熔(rong)(rong)體溫度(du)(du)(du)、模(mo)具(ju)溫度(du)(du)(du)，均是有效的緩解(jie)或解(jie)決方案。

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11、水汽(qi)紋。

水汽紋(wen)(wen)通常是(shi)出現在(zai)制件表面的，朝(chao)向熔體流動方向的細長(chang)線形(xing)條(tiao)紋(wen)(wen)，充分干燥材料粒子，設置(zhi)合理的料斗區溫度，可緩解或(huo)消除該問題。

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12、浮纖。

纖維增強類產品，表面均(jun)勻或不(bu)均(jun)勻的(de)顯(xian)現(xian)粗(cu)糙(cao)斑(ban)點(dian)或區域，顯(xian)微(wei)鏡(jing)觀察(cha)可以看到明顯(xian)的(de)裸露纖維。提高(gao)熔體(ti)溫度(du)、模(mo)具(ju)溫度(du)，或提高(gao)射速，可有(you)效(xiao)緩解(jie)或消除該(gai)問題。

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13、虎紋斑。

虎(hu)紋斑垂直(zhi)于熔(rong)體(ti)流(liu)(liu)動方向，交(jiao)替(ti)出(chu)現亞光、高(gao)光條紋，由于形(xing)似虎(hu)皮(pi)上的斑紋圖(tu)案而得(de)名，主要是由于熔(rong)體(ti)脈動流(liu)(liu)動引起，間接的原因(yin)包(bao)括熔(rong)體(ti)推(tui)進壓力不足，增加(jia)澆口尺寸、提高(gao)熔(rong)體(ti)和(he)/或(huo)模具溫(wen)度，可緩(huan)解或(huo)解決(jue)該問題。

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14、缺膠。

表(biao)現為型(xing)腔未能完全填(tian)充。增加(jia)流(liu)道、澆口(kou)尺(chi)寸澆口(kou)數量，提高熔體(ti)、模具溫(wen)度，提高射速，更(geng)換流(liu)動性更(geng)好(hao)的牌號，均(jun)可(ke)有(you)效緩解或解決(jue)該問題。

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15、翹曲變(bian)形(xing)。

表現為(wei)制件偏離設計形狀，如(ru)扭曲(qu)、翹曲(qu)，直(zhi)接(jie)原因是制件不(bu)同(tong)區域收縮(suo)效果不(bu)同(tong)，深層次的(de)原因可(ke)能是材料結(jie)晶度不(bu)一致，模(mo)(mo)具溫(wen)度不(bu)均勻，熔體填充(chong)(chong)不(bu)均勻，填充(chong)(chong)路徑引起的(de)應力(li)平衡，材料選型(xing)不(bu)合理等，針對性的(de)調整模(mo)(mo)具溫(wen)度，保壓(ya)、冷卻周期，合理設計模(mo)(mo)具結(jie)構和選型(xing)低翹曲(qu)牌號等，均可(ke)有效緩解或解決問題(ti)。

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主要信息來源：鵬孚隆，艾邦進行補充整理

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