連續(xù)碳纖增強PEEK有望在食品生產(chǎn)設(shè)備中獲新應用
高性能材料聚醚醚酮(PEEK)越來越多地被應用于食品和飲料包裝機械中,與傳統(tǒng)工程塑料相比,PEEK的綜合性能更高。特別是在高溫、腐蝕、蒸汽及酸堿等苛刻環(huán)境中仍表現(xiàn)出耐高溫、自潤滑、耐磨損、高強度和高尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。因此可以大大提高包裝設(shè)備上關(guān)鍵部件比如插拔、芯輪、軸套、齒輪等的使用壽命,減少停機維修時間,提高包裝設(shè)備的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。
為了進一步提升聚醚醚酮在不同工作環(huán)境下的性能優(yōu)勢,以碳纖維增強的PEEK復合材料成為新的應用形式。國際先進的食品和飲料包裝機械中,采用碳纖維增強PEEK復合材料替代傳統(tǒng)材料的案例有很多。例如,在清潔輸送設(shè)備中采用30%碳纖增強的PEEK復合材料制作齒輪和鏈條,用以替代以往使用的MC尼龍,使其壽命提高了三到五倍,同時體現(xiàn)出更高的力學強度及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。又如,在中低速貼標機中一般選用銅合金作為其熱燙式打印機的擺動齒輪材料,而高速貼標機必須選用 PEEK 擺動齒輪才能滿足使用要求。采用30%碳纖增強的PEEK復合材料擺動齒輪在使用過程不需要加潤滑油,運行時的噪音減少了很多,且使用壽命比銅合金提高了三倍。
碳纖維增強PEEK復合材料在耐高溫方面的應用案例也比較典型,例如,食品和飲料包裝機械的高速輸送線上,原來一直采用聚甲醛(POM)材質(zhì)、互相嚙合的低摩擦傳送板。但聚甲醛(POM)的工作溫度限制在80℃以下,不能應用于高溫環(huán)境,而且無法適應高速輸送線的高耐磨要求,一般使用兩個月即磨穿,而采用碳纖維增強的PEEK復合材料制作的鏈板能在高溫環(huán)境以及高速運轉(zhuǎn)的苛刻條件下使用長達一年時間。
不過,就目前的應用比例和應用形式看,碳纖維增強peek復合材料在食品和飲料包裝機械中還只停留于較小的零部件方面,用于提升整個機械的工作性能效果有限。而且,這些應用絕大部分都是采用碳纖維粉末或者短纖維增強方式,尚未有應用連續(xù)碳纖維增強PEEK復合材料的代表性案例。
與此同時,在醫(yī)療領(lǐng)域,尤其是骨外科醫(yī)療器械中,已有較多的將連續(xù)碳纖維增強復合材料用于骨科瞄準支架、固定器等的成熟案例,例如我們無錫智上新材料科技有限公司采用自己生產(chǎn)的碳纖維熱塑性復合材料預浸料制作的骨外科連續(xù)性碳纖維增強PEEK零部件產(chǎn)品,和進口產(chǎn)品在性能上相比并無明顯差距。
很明顯,連續(xù)碳纖維增強peek與粉末碳纖維/短切碳纖維增強peek在綜合性能上相比又有了更大的提升。那么,隨著食品和飲料包裝機械行業(yè)的快速發(fā)展以及生產(chǎn)標準的不斷提高,在未來的幾年內(nèi),連續(xù)碳纖維增強PEEK復合材料也有望在食品和飲料包裝機械中獲得更多的創(chuàng)新性應用。
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