PEKK 3D打印材料在航天航空的應(yīng)用

美國(guó)牛津高性能材料公司（Oxford Performance Materials,，OPM）從2000年開(kāi)始研究PEKK，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出相關(guān)的材料和應(yīng)用技術(shù),。

OPM公司采用低溫合成技術(shù)開(kāi)發(fā)的PEKK產(chǎn)品OXPEKK -LTS具有兩大優(yōu)點(diǎn)：過(guò)程可控和直接產(chǎn)出球形粉末,。因?yàn)椋�再研磨過(guò)程中會(huì)碰到鋸齒狀聚合物,，在后續(xù)的涂覆和預(yù)浸帶制備過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)均勻的堆疊,。而球形的OXPEKK-LTS可以使預(yù)浸帶的制備精度更高。現(xiàn)在我們能夠提高預(yù)浸帶的性能,，同時(shí)通過(guò)原位聚合（ISC）實(shí)現(xiàn)真正的非熱壓罐（OOA）制造,，這在原來(lái)的帶材尺寸精度下是不可能實(shí)現(xiàn)的。

PEKK的性能依所用單體酰氯的不同而有所差異,。以對(duì)苯二甲酰氯為原料合成的PEKK在聚芳醚酮主要品種中具有最高玻璃化溫度和熔點(diǎn)。以間苯二甲酰氯為原料合成的PEKK熔點(diǎn)和玻璃化溫度有所降低,。在實(shí)際生產(chǎn)中大多以對(duì)苯二甲酰氯和間苯二甲酰氯的混合物為原料生產(chǎn)PEKK,。

1.航空航天

我們知道，在航空航天及其高性能應(yīng)用方面,，允許熱塑性復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)材料,。聚苯硫醚 （PPS）和聚 醚 醚 酮（PEEK）證實(shí)它們的性能與成本不同.PPS的優(yōu)點(diǎn)是成本低，但其玻璃 態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為90℃,，韌性低,。PEEK的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為143℃，且有優(yōu)異的外觀性能,，然而成本過(guò)高,，應(yīng)用范圍受到限制，為進(jìn)一步應(yīng)用帶來(lái)困難,。聚醚酮酮PEKK,，其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為156℃，是一種半結(jié)晶聚合物,。它可以用碳纖維和玻璃纖維單向帶和織物做為增強(qiáng)材料,，加工制造連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料,。PEKK復(fù)合材料性能優(yōu)于PPS復(fù)合材料，吸濕性低,，在濕熱條件下,，Tg降低很小，而且的典型的太空環(huán)境下,，性能受影響最小,。

瑞典Automated Dynamics公司總裁Robert Langone則表示：“我們對(duì)包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）,、聚酰胺（PA）,、聚苯硫醚（PPS）、PEEK和PEKK在內(nèi)的幾乎所有熱塑性樹脂都進(jìn)行了研究,，某種程度上講,，PEKK的晶化速度比PEEK更慢，因此可加工性更強(qiáng),�,！蹦鞘遣皇钦f(shuō)晶化速度更慢會(huì)使過(guò)程更可控、工藝窗口更寬松呢,？Langone補(bǔ)充道：“我認(rèn)為其較低的熔體粘度是加工性更強(qiáng)的原因,。但即使是具有快速晶化能力的最新一代PEKK，與PEEK相比,，晶化也不那么容易,。”

2. 3D打印

SmarTech在2017年出版的一份《聚合物及塑料3D打印》十年預(yù)測(cè)報(bào)告中稱：PEEK/PEKK成最賺錢3D打印材料,。

SmarTech這份關(guān)于聚合物的報(bào)告還詳細(xì)分析了PEEK和PEKK將逐漸和部分替代ULTEM材料的趨勢(shì)：目前,，ULTEM材料占據(jù)了3D打印先進(jìn)熱塑性材料的大部分市場(chǎng)份額，但是本身價(jià)格相對(duì)較高,；而另一方面,，Stratasys等一些廠商材料擠出設(shè)備的成熟和商業(yè)化，有利于增加PEEK/PEKK材料的使用,，擴(kuò)大這些材料的應(yīng)用范圍,。

Stratasys公司的Scott Sevcik認(rèn)為，PEKK的韌性,、強(qiáng)度,、更高的溫度和更好的疲勞壽命特性使其非常適合用于飛機(jī)上。

Sevcik說(shuō)："使用ULTEM,，強(qiáng)度會(huì)有一點(diǎn)提高,，但對(duì)燃料、液壓油和碳?xì)浠�合物的更好的耐化學(xué)性是PEKK優(yōu)于PEI的地方。循環(huán)環(huán)境下的疲勞性能和更好的伸長(zhǎng)率是關(guān)鍵品質(zhì),，ULTEM是飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)和機(jī)艙外的理想材料,。"

波音公司從內(nèi)飾部件開(kāi)始，朝著內(nèi)部機(jī)艙部件發(fā)展,。有了這項(xiàng)認(rèn)證,，航空航天領(lǐng)導(dǎo)者現(xiàn)在將能夠使用高溫Antero材料為其航空領(lǐng)域生產(chǎn)飛行零件。

Antero是一種基于PEKK的聚合物,，該材料已作為其BMS8-444規(guī)范的一部分添加到波音的合格產(chǎn)品列表中,。它已成為波音公司認(rèn)證的材料，可用于阻燃性能,、耐化學(xué)性或疲勞性要求高的應(yīng)用中,。

Stratasys航空航天副總裁ScottSevcik表示：“波音公司已經(jīng)意識(shí)到Antero能夠滿足以前無(wú)法進(jìn)行3D打印的應(yīng)用程序的巨大用途�,！� “增材制造在簡(jiǎn)化原始測(cè)試件和MRO中的航空供應(yīng)鏈方面具有巨大優(yōu)勢(shì),，材料認(rèn)證與性能是用于滿足挑戰(zhàn)性飛行要求的前提，現(xiàn)在做到了,�,！�