連續(xù)碳纖增強(qiáng)PEEK有望在食品生產(chǎn)設(shè)備中獲新應(yīng)用
高性能材料聚醚醚酮(PEEK)越來(lái)越多地被應(yīng)用于食品和飲料包裝機(jī)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(rùn)滑、耐磨損、高強(qiáng)度和高尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。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(jī)維修時(shí)間,提高包裝設(shè)備的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。
為了進(jìn)一步提升聚醚醚酮在不同工作環(huán)境下的性能優(yōu)勢(shì),以碳纖維增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料成為新的應(yīng)用形式。國(guó)際先進(jìn)的食品和飲料包裝機(jī)械中,采用碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)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(qiáng)的PEEK復(fù)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(shí)體現(xiàn)出更高的力學(xué)強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。又如,在中低速貼標(biāo)機(jī)中一般選用銅合金作為其熱燙式打印機(jī)的擺動(dòng)齒輪材料,而高速貼標(biāo)機(jī)必須選用 PEEK 擺動(dòng)齒輪才能滿(mǎn)足使用要求。采用30%碳纖增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料擺動(dòng)齒輪在使用過(guò)程不需要加潤(rùn)滑油,運(yùn)行時(shí)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(qiáng)PEEK復(fù)合材料在耐高溫方面的應(yīng)用案例也比較典型,例如,食品和飲料包裝機(jī)械的高速輸送線上,原來(lái)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(yīng)用于高溫環(huán)境,而且無(wú)法適應(yīng)高速輸送線的高耐磨要求,一般使用兩個(gè)月即磨穿,而采用碳纖維增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料制作的鏈板能在高溫環(huán)境以及高速運(yùn)轉(zhuǎn)的苛刻條件下使用長(zhǎng)達(dá)一年時(shí)間。
不過(guò),就目前的應(yīng)用比例和應(yīng)用形式看,碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料在食品和飲料包裝機(jī)械中還只停留于較小的零部件方面,用于提升整個(gè)機(jī)械的工作性能效果有限。而且,這些應(yīng)用絕大部分都是采用碳纖維粉末或者短纖維增強(qiáng)方式,尚未有應(yīng)用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料的代表性案例。
與此同時(shí),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(qiáng)復(fù)合材料用于骨科瞄準(zhǔn)支架、固定器等的成熟案例,例如我們無(wú)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(fù)合材料預(yù)浸料制作的骨外科連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)PEEK零部件產(chǎn)品,和進(jìn)口產(chǎn)品在性能上相比并無(wú)明顯差距。
很明顯,連續(xù)碳纖維增強(qiáng)peek與粉末碳纖維/短切碳纖維增強(qiáng)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(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展以及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,在未來(lái)的幾年內(nèi),連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料也有望在食品和飲料包裝機(jī)械中獲得更多的創(chuàng)新性應(yīng)用。
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