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