PEK (Polyetherketon) Übersicht

PEK gehört zur Gruppe der Polyetherketon-Polymere, zu denen auch PEEK und PAEK gehören. Im Vergleich zu den beiden letztgenannten Werkstoffen bietet PEK in mehreren Bereichen ein höheres Leistungsniveau, z. B. Festigkeitserhaltung bei höheren Temperaturen und höhere Verschleißfestigkeit bei dynamischen Belastungen.

PEK wird von Victrex® PLC hergestellt. unter dem Markennamen Victrex HT und ist in zwei Viskositäten erhältlich: High Flow G-22 und Low Flow G-45.

Wie alle Polyetherketon-Polymere weist auch PEK HT eine ausgezeichnete Langzeitbeständigkeit gegen eine Vielzahl aggressiver Chemikalien auf. Aufgrund des einzigartigen Verhältnisses von Ether zu Keton in der Polymerstruktur ist PEEK jedoch am widerstandsfähigsten gegenüber einem breiten Spektrum von Chemikalien.

PEK-Leistungsprofil

Ein wesentliches Merkmal von PEK HT im Vergleich zu herkömmlichem PEEK ist seine höhere Temperaturbeständigkeit. Die höhere thermische Belastbarkeit, die es Anwendungen im Einsatz bietet, zeigt sich in seiner Glasübergangstemperatur von 160°C, einer Leistungssteigerung im Vergleich zu typischen unverstärkten PEEK-basierten Polymeren.

Als teilkristalliner Hochleistungsthermoplast bietet PEK HT mehr Widerstand gegen Kriechen und Verformung unter Last als herkömmliches, unverstärktes PEEK. Außerdem behält es seine höhere Zugfestigkeit und sein höheres Biegemodul bei 30°C über die Grenzen von Standard-PEEK hinaus bei.

Die höhere Festigkeit und Belastbarkeit von PEK HT bei höheren Temperaturen in Kombination mit der inhärenten Beständigkeit gegen viele Chemikalien machen es für eine Vielzahl von Anwendungen zu einer Alternative zu herkömmlichem PEEK. Obwohl der Kriechmodul von PEK HT und PEEK bei Raumtemperatur vergleichbar ist, ist der Kriechmodul von PEK HT-Polymer bei einer Temperatur von 150°C mehr als doppelt so hoch wie der von herkömmlichem unverstärktem PEEK. In der Praxis kann PEK HT daher höheren Belastungen bei höheren Temperaturen standhalten, ohne dass es zu bleibenden Verformungen kommt.

Ermüdungsbeständigkeit ist eine weitere Eigenschaft von PEK HT, die in der Eigenschaftskarte höher eingestuft wird als die von PEEK. Dies ist eine Folge der teilkristallinen Molekularstruktur des PEK-Polymers. Dies ist auch ein Vorteil für Anwendungen, bei denen die Ermüdungbeständigkeit bei hohen Belastungen eine wichtige Anforderung ist.

Mit einer bis zu dreimal höheren Verschleißfestigkeit als herkömmliches PEEK bietet PEK HT auch eine längere Lebensdauer für bewegliche Teile und Komponenten unter dynamischer Belastung. Druckscheibentests, die in Victrex‘ Einrichtungen unter verschiedenen PV-Bedingungen durchgeführt wurden, zeigten, dass PEK HT nur 33 % des Verschleißes des Standard-PEEK-Typs Victrex 450G des Lieferanten aufwies. PEK HT wies auch unter allen anderen Lager- und Verschleißtestbedingungen eine durchgängig niedrigere spezifische Verschleißrate auf als der herkömmliche unverstärkte PEEK-Typ.

Seine Hydrolysebeständigkeit macht PEK HT zu einer guten Wahl für Komponenten in Lebensmittelverarbeitungsanlagen, die häufig und gründlich mit Hochdruckdampf gereinigt werden müssen. Diese Eigenschaft spricht auch für den Einsatz in medizinischen Anwendungen, die eine Sterilisation im Autoklaven erfordern. Zu den weiteren bemerkenswerten Eigenschaften gehören die geringe Entflammbarkeit und Rauchentwicklung, was für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt von Vorteil ist.

Typische PEK-Anwendungen

Die Beibehaltung der strukturellen Festigkeit bei hohen Temperaturen, die elektrischen und thermischen Eigenschaften sowie die Chemikalien- und Verschleißbeständigkeit machen PEK zu einem Hochleistungswerkstoff für stark beanspruchte Komponenten in einem breiten Spektrum von Anwendungen.

Bei Bohrlochausrüstungen in der Öl- und Gasindustrie können sie unter anderem für Sicherungsdichtungsringe, Ventilsitze, Dichtungen und elektrische Isolatoren verwendet werden. PEK kann auch für Steckverbinder in elektrischen Tauchpumpen (ESPs) verwendet werden, die in Bohrlochumgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck (HTHP) arbeiten. Seine Festigkeit und Steifigkeit bei hohen Temperaturen verhindert auch Verformungen durch hydrostatischen Druck in dünnwandigen Schottdichtungen.

Beständigkeit gegen Hochdruckdampf und heiße Desinfektionsmittel sowie FDA-Konformität sind weitere Vorteile, die PEK für Komponenten in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion bietet. Seine Verschleißfestigkeit verlängert auch die Lebensdauer und die Austauschzyklen für bewegliche Teile und dynamisch belastete Komponenten. PEK verfügt auch über elektrische und thermische Isolationseigenschaften, die es für Wärmetauscherkomponenten und elektrische Anwendungen, z. B. in Unterwasser-Explorationsgeräten, geeignet machen.

PEK-Kunststoffe und Halbzeuge

Victrex HT G45 und HT G22 sind die gängigsten HT PEK-Typen. HT G22 ist ein hochfließendes Harz, das häufig für den Spritzguss verwendet wird. Drake Plastics extrudiert Halbzeuge aus Victrex HT G45 PEK. Die höhere Viskosität von G45 ermöglicht die Herstellung großer Querschnitte während der Schmelzverarbeitung, und das höhere Molekulargewicht dieser Type bietet eine verbesserte Zähigkeit und Festigkeit. Extrudierte HT PEK-Stäbe und -Platten aus unverstärktem G45 sind bei Drake erhältlich. Zu den Spezialtypen, die Drake auf Anfrage herstellt, gehören glas- und kohlefaserverstärktes HT G45 GL30 und HT G45 CA30 sowie PEKEKK, ein mit PEK verwandtes Polyketon, das unter dem Markennamen Victrex® STTM Polymer angeboten wird.

PEK Halbzeuge werden auch von Greene, Tweed & Co. unter ihrer Marke Arlon® 2000 angeboten.