lunes, 1 de agosto de 2011

Poliéter éter cetona (PEEK)

El poliéter éter cetona (PEEK) es un polímero orgánico termoplástico incoloro utilizados en aplicaciones de ingeniería, que ofrece una combinación única de altas propiedades mecánicas, resistencia a la temperatura y excelente resistencia química.
Por el conjunto de sus características distintivas es un material adecuado para aplicaciones que requieren altas prestaciones mecánicas bajo condiciones extremas de temperatura, agresividad química o alta energía radiante.
Consecuentemente es empleado en todas las industrias en general, y más aun en los sectores de alta tecnología como los de la industria aerospacial, nuclear, química, eléctrica y alimenticia.
Entre las policetonas también encontramos las poliétercetonas (PEK), polieteretercetonacetona (PEEKK). Tanto el PEK como el PEEKK presentan temperaturas de fusión mas elevadas pero las demás propiedades son similares

Síntesis
El PEEK se obtiene mediante la polimerización por crecimiento en etapas por la dialquilación de sales de bisfenolato. Una reacción típica de obtención es la de 4,4-difluorobenzofenona con la sal disódica de hidroquinona, que se genera in situ mediante desprotonación con carbonato de sodio. La reacción se lleva a cabo alrededor de 300ºC en disolventes polares apróticos, como difenilsulfona.

Propiedades
El PEEK es un termoplástico semicristalino con excelentes propiedades de resistencia mecánica y química que se conservan a temperaturas elevadas. El módulo de Young es de 3,6 GPa y su resistencia a la tracción 90 a 100 MPa. El PEEK tiene una temperatura de transición vítrea en torno a 143ºC y se funde en torno a 343ºC (662ºF). Es altamente resistente a la degradación térmica, así como los ataques de ambos ambientes acuosos y orgánicos. Es atacado por los halógenos y ácidos fuertes de Lewis y Bronsted, así como también a algunos compuestos halogenados e hidrocarburos aromáticos a altas temperaturas.
El rango de temperatura recomendables de trabajo va desde -60ºC hasta los+250ºC.
El PEEK admite refuerzos con fibras de vidrio, lo que incrementa ciertas propiedades mecánicas.
Ventajas del PEEK:
Presenta una química similar a la inercia que los plásticos fluorados
Alta resistencia al oxido de etileno para esterilización
Alta resistencia a la esterilización mediante autoclave
Alta resistencia a la esterilización por radiación gamma
Alta resistencia a los hidrocarburos halogenados, disolventes, refrigerantes, aceites minerales, grasas y fluidos de transmisión.
Alta resistencia a la abrasión y corte con bajo coeficiente de fricción.
Baja absorción de humedad, resistentes a los fluidos, al agua y al agua salada, con baja permeabilidad.
Enteramente reciclable suministrando beneficios
Resistente a una enorme gama de productos químicos en temperaturas altas y ambientes agresivos.
Fuerza excelente, rigidez, resistencia al creep (deformación bajo carga continua) a largo plazo y propiedades de fatiga.
Naturalmente retardante de la llama con propiedades dieléctricas que son mantenidas aún bajo diversas frecuencias y temperaturas.
Mantiene sus propiedades cuando expuesto a diversas temperaturas.
Esta aprobado por la FDA para contacto con alimentos.
Muy bajo nivel de humo durante la combustión.
Su principal desventaja reside en su elevado costo.

Tablas de propiedades del PEEK
Propiedades mecánicas
Resistencia a la compresión
118 MPa
Ductilidad
50% de alargamiento a la rotura
Coeficiente de fricción dinámica
0.25
Modulo de flexión
4,1 GPa
Resistencia a la flexión
170 MPa
Dureza
125 Rockwell R
Impacto Izod
85.4 J/m
Coeficiente de Poisson
0.39
Resistencia a la tracción
89.6 MPa
Modulo de Young
3.6 GPa
Modulo de corte
1.4 GPa
Resistencia al corte
52.4 MPa

Propiedades térmicas
Punto de autoignición
570ºC
Temperatura de descomposicion
570ºC
Temperatura de transición vítrea
146ºC
Deformación bajo carga
140ºC
Calor de combustión
30.7 MJ/Kg
Temperatura máxima de trabajo
260ºC
Inicio de fusión
334ºC
Conductividad termica
0.2 W/mK
Resistencia a la tracción
89.6 MPa
Expansión termica
47 10 -6 / ºC

Otras propiedades
Densidad
1320 Kg / m3
Constante dieléctrica
50% de alargamiento a la rotura
Resistencia dieléctrica
18.9 MV / m
Conductibilidad eléctrica
SIGC 3.45E-21%
Resistividad eléctrica
5.0E+23 nΩ-m
Absorción de agua
0.1%
Absorción de agua (saturación)
0.5%


Procesamiento
El polímero PEEK puede ser sometido a diversos equipamientos y técnicas de procesamiento.
Es capaz de ser procesado en equipamiento termoplástico convencional. Las clases con y sin relleno son suministradas bajo la forma de gránulos, polvo o polvo ultra-fino. Los gránulos son recomendados generalmente para moldeado por inyección, extrusión, monofilamento y operaciones de revestimiento de hilos. El polvo es recomendado para la extrusión de compuestos/mezclas, mientras los polvos finos son recomendados, generalmente, para procesos de revestimiento y moldeado por compresión.
Moldeado por Inyección: La mayoría de los equipamientos estándar de moldeado por inyección de tornillo con movimiento alternativo es capaz moldear clases con y sin refuerzo PEEK. Las piezas de alto desempeño complejas e intrincadas pueden ser producidas masivamente sin mecanizado convencional o recocimiento. El procesamiento varía dependiendo del modelo de la máquina, de la capacidad y temperatura, tornillos, molde y la colada que también debe ser considerada.
Extrusión: El polímero PEEK puede ser sometido a las técnicas y a los equipamientos de extrusión incluyendo el revestimiento de hilos, extrusión de perfiles, películas y de la producción de hojas y monofilamentos. Ambas clases con y sin refuerzo son extrudadas utilizando la tecnología de procesamiento convencional. Hay algunas exigencias y consideraciones específicas incluyendo el modelo de la máquina, el tamaño y control de la extrusora.
Compuestos: El polímero PEEK puede ser usado como matriz de prepregs compuestos termoplásticos avanzados hechos de hebras continuas de carbono, vidrio o aramidas.

Aplicaciones
Debido a su robustez, el PEEK se utiliza para la fabricación de artículos usados en las aplicaciones más exigentes, incluyendo cojinetes, partes de pistones, bombas, platillos de válvulas de compresores, aros de compresión, aislamiento de cables y piezas de aislación eléctrica. Es uno de los pocos plásticos compatibles con aplicaciones de ultra-alto vacío. El PEEK es considerado un avanzado biomaterial utilizado en los implantes médicos. Es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, automotriz, electrónica y las industrias de procesos de síntesis químicas.
Engranajes

Bomba de engranajes (de PEEK) de arrastre magnético para uso médico

Rulemán

Juntas de hermeticidad


Tornillos, tuercas y arandelas

Implante médico (espaciador cervical)





Fuentes:
en.wikipedia.org
www.makeitfrom.com
www.victrex.com
www.jq.com.ar
www.fluidotech.it
spanish.alibaba.com


82 comentarios:

  1. Quien haya realizado este post es un grande!!! gracias crack!! me acabas de salvar la esposición que tengo mañana en clase!!!

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  2. Buaa mas que un grande es un makina!!! Gracias por tu aporte creo que has salvado a mas de uno.

    Ademas con las fuentes pude encontrar casi todo en ingles.

    Muchas Gracias de verdad.

    Un Saludo.

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    1. Gracias Raphael. Me alegro que te haya sido útil.
      Saludos

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  3. Muy buena información, gracias por tu trabajo

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    1. Hola. Es el término utilizado en química para designar a los compuestos orgánicos que presentan anillos cíclicos de seis átomos de carbono en su estructura química.
      Saludos

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  5. Quisiera saber si se puede colorear el PEEK durante la extrusion,es decir si existe algun "Masterbatch" o algo similar.

    Saludos

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    1. Hola Juan. Debido a la coloración marrón inherente del material se dificulta impartirle color a la resina. También está el hecho de que al ser un material que comúnmente es utilizado para condiciones especiales de trabajo, la composición del masterbatch debería estar acorde a ello. La empresa Clariant comercializa masterbatches especiales para ser empleados en PEEK.
      Saludos

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  6. Hola Mariano.
    Fenomenal artículo, enhorabuena.
    Le escribo porque llevo tiempo buscando información sobre cómo moldear varillas de PEEK, porque se me han roto algunas de una ortesis que tengo y necesito cambiarlas.
    Muchas gracias por todo.
    Un saludo cordial,
    Manuel.

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    1. Hola Manuel. Me alegro de que te haya gustado el blog. Se comercializa PEEK en forma de barras, láminas, varillas. Estas se podrían mecanizar (torneado, fresado, etc.) a la forma deseada
      Saludos

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    2. Muy buenas, Mariano. Disculpa porque no formulé bien la pregunta, me refería a darles forma a varillas de 5 o 6 mm mediante ¿calor por aire? Por supuesto a temperatura inferior a 140 º C ¿perdería propiedades respecto a flexión o tracción? Muchísimas gracias por tu respuesta.
      Un saludo cordial,
      Manuel.

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    3. Hola Manuel. El PEEK presenta buena resistencia a la temperatura. A 140ºC difícilmente se podría darle forma o si bien se podría llegar a deformar bajo carga, quedarían tensiones internas en el material. Se debería llevar el material a una temperatura cercana a su punto de fusión. Para evitar degradación se debe calentar de forma lenta y homogénea.
      Saludos

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  7. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  8. Buenos días, Mariano. Dado que soy ajeno a esta tecnología de los plásticos, compraré las varillas y haré un molde con la forma final, intentando calentar uniformemente mediante aire. No conozco otra forma. El fabricante es sueco y no responde el correo electrónico. Por ello agradezco aún más tu ayuda. Un saludo cordial. Manuel.

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  9. Yo huso peek en odontologia y es una maravilla en implantes dentales tengo todo el sistema en el laboratorio de la casa alemana Bredent es una maravilla tiene mucho futuro en lo médico gracias

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  10. Hola, el PEEK no tiene BPA como todo plástico? Por qué está aprobado para el contacto con alimentos y para implantes médicos? Saludos!

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    1. Hola. El PEEK puede variar en su composición y existen grados libres de BPA. Igualmente el hecho de que un plástico que contenga BPA lo libere, dependerá de las condiciones a la cual se lo someta. El PEEK estará aprobado para contacto con alimentos o para implantes médicos en la medida que pase ensayos de inocuidad para tales fines y sea certificado por algún organismo competente en la materia.
      Saludos

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  11. Buenas noches. Tiene algún conocimiento si el PEEK existe en estado líquido y se puede utilizar para limpieza de componentes aeronauticos? Por favor. Gracias

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    1. Hola. El polímero es sólido. A lo sumo se lo puede conseguir en forma de dispersión acuosa. Pero se emplea en recubrimientos. No tengo conocimiento de que se utilice para limpieza
      Saludos

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    2. Buen día Mariano! Estoy interesado en PEEK en forma de dispersión acuosa. ¿Conoces algún proveedor que pueda suministrarme este producto?
      Saludos

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    3. Hola. Podrías consultar en las empresas Evonik y Vitrex
      Saludos

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  12. buenas tardes me gustaria tener info de quien vende en Mexico el peek en granulos color natural y sobre todo que tenga venta en cantidades pequeñas (una libra ) para realizar pruebas

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    1. Hola Andrea.
      http://www.plastico.com/guia-de-proveedores/Policetonas-PEEK,-PEK-y-otras+3905600
      Tal vez puedas solicitarles una muestra del material
      Saludos

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  13. Buenos días, quisiera saber la temperatura aproximada que debe tener el molde para procesar peek en polvo, por compresión. Muchas gracias

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  14. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  15. Carlos Ortiz17 de agosto de 2017, 10:31

    Hola, como está la resistencia quimica, sobre estanque de procesos de lavados quimicos CIP. Digamos en un estanque que almacena todo la soda con agua a temoeratura de apop 80°C? Saludos desde Chile.

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    1. Hola Carlos. El PEEK presente buena resistencia química a la soda cáustica…
      https://www.zeusinc.com/materials/peek/chemical-resistance-chart-peek
      Aunque lamentablemente no especifican concentración. Por lo que para estar seguro sería recomendable ensayar su resistencia en esas condiciones específicas de uso
      Saludos

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  16. Hola Mariano,

    Excelente información, muchas gracias.

    Por otra parte, sabrás si este material (PEEK) se puede encontrar en películas termoplásticas para el moldeo por termoformado. Esto es que debido a sus características se podría utilizar para charolas o empaques para la esterilización en autoclave, es correcto?

    Nuevamente GRACIAS¡

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    1. Hola Ricardo. Sí, existen láminas de PEEK termoformables…
      http://www.welchfluorocarbon.com/custom-manufacturing/thermoforming/
      Saludos

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  17. muy buena información, un favor me podría indicar donde comprar en lima Perú, pera inyección, gracias

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    1. Hola. No sabría decirte un proveedor en Perú. Puedes averiguar en Pisac
      Saludos

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  18. PEEK .se puede usar como diente y también como tornillo par mí endodoncia?

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  19. Hola Mariano, Cómo puedo disolver al Estado liquido cualquir forma PEEK y como preparo a partir de los garrulos.
    Gracias de antemano.

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    1. Hola. Es muy difícil disolver el PEEK sin afectar sus propiedades. Podrías probar con 4-clorofenol

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  21. hola Mariano donde se puede conseguir en Argentina este material ,?Gracias

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    1. Hola. Podés averiguar en Iberochem o PB Engineering

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  22. Disculpa mariano cual es tu nombre con apellidos, utilizare tu aporte para referencia una investigación que realice sobre los termoplasticos y sus propiedades, en este caso el PEEK

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    1. Hola, Mario, es posible por favor comentar sobre las referencias usadas, para elaborar tu articulo, pues me gustaría leer mas sobre el tema y conocer la bibliografía es de mucho aporte, aprovecho para felicitar tu trabajo, es muy bueno y quedo atento a tu aporte, gracias Mario.

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  23. hola Mariano,
    Donde puedo conseguir videos sobre la fabricacion del peek aplicaciones limitaciones etc.
    gracias

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    1. Hola. Podés buscar en Google “polyetheretherketone PEEK” y colocar la opción videos.

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    2. Hola, Mario, es posible por favor comentar sobre las referencias usadas, para elaborar tu articulo, pues me gustaría leer mas sobre el tema y conocer la bibliografía es de mucho aporte, aprovecho para felicitar tu trabajo, es muy bueno y quedo atento a tu aporte, gracias Mario.

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    3. Hola. Gracias. Las fuentes están al final del artículo
      Saludos

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    4. Muchisimas gracias por la informacion, de verdad es de gran ayuda para todas las personas que tenemos en el cuerpo protesis hechas en peek, mil gracias chico.

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  24. Hola, buenos días.
    Acabo de adquirir una impresora que tiene la capacidad de darle forma a este filamento pero desconozco mucho sobre este tema y me gustaría empaparme de información ya que veo que puede ser un negocio potencial. No sé si tú me puedas ayudar o asesorarme sobre dónde pueda capacitarme.
    Saludos.

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    1. Hola. Talvez el fabricante de la impresora que adquiriste de capacitaciones. También podés buscar con otros proveedores de este tipo de impresora que procese PEEK

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  25. Buenas tardes

    ¿Cual crees que podrías ser una alternativa de reemplazo para el PEEK?, teniendo en cuenta que es un plástico y que, por más que se reutilize, terminará siendo desechado y por lo tanto actuando como contaminante. No estoy en contra de uso ya que, por lo que he leído, el PEEK es muy efectivo, pero tal vez haya una alternativa ecológica que pueda reemplazarlo. Es para un trabajo, tu ayuda me sería muy grata. Gracias de antemano.

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    1. Hola Aarón. El PEEK no es un plástico de uso masivo, además de que se emplea en aplicaciones perdurables. Tal vez otros plásticos de gran uso, utilizados en envases descartables, sí pueden constituir un grave problema. El PEEK al ser termoplástico, puede ser reciclado. Lo cual, es una gran ventaja desde el punto de vista ecológico, puesto que por sus propiedades mecánicas puede reemplazar a polímeros termoestables (difíciles de reciclar) en varias aplicaciones. De no ser posible su reuso, se puede destinar a recuperación energética. A veces el hecho de que un plástico pueda ser un contaminante tiene más que ver con el mal manejo que se haga del mismo
      Saludos

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    2. Muchas gracias por la respuesta, es de gran ayuda!

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  26. Buenas tardes, como sería el reciclaje de este material? y cómo se podría hacer que fuese conductor?

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    1. Hola. El proceso de reciclaje puede variar dependiendo de las características del material a reciclar; postindustrial, postconsumo, composición, contaminación, forma y tamaño del producto. Generalmente el plástico reciclado resulta más económico que el material virgen; sin embargo, dado que el PEEK se usa para aplicaciones de alto valor, se debería investigar si el PEEK reciclado se puede usar para las mismas aplicaciones que el PEEK virgen. Un proceso de reciclaje puede incluir molienda o pulverización, tamizado, compoundig, peletizado. Para hacer conductor un plástico se le puede adicionar grafito o metal en polvo

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  27. Buenas, me gustaría saber en la industria alimentaria como se podría utilizar dicho material( por ejemplo en cual maquinaria es usado dicho elemento)

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    1. Hola. Son varias las aplicaciones que puede tener en la industria alimenticia. Se puede utilizar en filtros, cintas transportadoras, recubrimientos de metal para resistencia al desgaste y la abrasión, engranajes, rodillos, sinfines. La maquinaria puede ser sistemas de transporte, hornos, llenadoras

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  28. Muchas gracias, la información que proporcionas es muy completa y veraz. Tengo una duda, necesito conocer el nombre IUPAC de Poliéter éter cetona ¿crees que puedas ayudarme? Te lo agradecería.

    Me has salvado con este post!

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    1. Me alegro de que te haya sido de utilidad el blog. El nombre IUPAC es poly(oxy-1,4-phenyleneoxy-1,4-phenylenecarbonyl-1,4-phenylene), que en español sería poli(oxi-1,4-fenilenooxi-1,4-fenilenocarbonil-1,4-fenileno)
      https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/456640

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  29. HOLA MARIANO tengo una pregunta desde tu punto de vista se podría crear el peek con plásticos reciclados?

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    1. Hola. Para producir el PEEK hacen falta monómeros específicos, que no se obtiene de otros plásticos

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  30. MUCHAS GRACIAS NO CONOCIA SOBRE ESTE MATERIAL EL APORTE DE ÉSTE TRABAJO ES MUY BUENO ,,
    GRACIAS. DIOS LO BENDIGA.

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  31. Donde puedo comprar en lima perú

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  32. Estoy buscando algún "plástico" que va a servir como inserto en un disco de metal que hará girar a otro cuando se junten. Que no tenga mucho desgaste por fricción. Esto se usa en motores que es girado con una polea y sirve para no apagar el motor y cambiar la herramienta del otro lado. Vi el PTFE (Teflón) con bronce, pero tiene poca resistencia a la compresión. Use Nilamind pero tiene mucho desgaste. Y me encontré con este PEEK. ¿Habrá otro que cubra mi necesidad". Gracias. Este PEEK Creo tiene mucho potencial.

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    1. Hola. Podría ser un PEEK modificado con teflón
      https://www.ensingerplastics.com/en/shapes/products/peek-tecapeek-pvx-black
      También existen poliamidas modificadas con aditivos lubricantes (disulfuro de molibdeno, grafito) que podrías probar antes del PEEK, que serían menos costoso

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  33. Amigo cual es la resistencia a compresion y a traccion de este material PEEK.

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    1. https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=1882
      Saludos

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  34. Excelente información. Muchas gracias por compartirla Mariano.

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  35. quisiera saber la formula química del PEEK, por cierto buena información saludos

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  36. Buenos dias me puedes informar como es la manera de reciclar este producto ya que en la compañia donde trabajo se usa este producto pero no se como realizar su reciclaje una vez ya agotada su vida util

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    1. Hola Eddy. Se podría moler y utilizar en cierto porcentaje mezclado con resina virgen en el moldeo de nuevos productos, pero dependerá de la calidad del reciclado.
      Saludos

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  37. LAS JUNTAS HERMÉTICAS PARA AUTOS ESTÁN FABRICADOS DEL MATERIAL PEEK? Y SI ES ASÍ, SOPORTAN RADIACIÓN RX? GRACIAS

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    1. Hola Javier. Existen distintos tipos de juntas en un auto (de cardán, bloque, válvulas, cárter, etc.), que pueden estar hechos de materiales diversos como, por ejemplo, caucho, fieltro, papel, metal blando, silicona, asbestos, grafito, fluoropolímeros, fibra de vidrio. Algunas están compuestas por combinación de materiales. No es común el uso de PEEK, pero también puede ser utilizado en juntas del motor
      Saludos

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