Zastosowanie specjalnego tworzywa konstrukcyjnego PEEK

Popyt na tworzywo PEEK w branży motoryzacyjnej stopniowo wzrasta ze względu na modernizację materiałów stosowanych do produkcji części samochodowych oraz emaliowanych przewodów silników wysokiego napięcia.

Oczekuje się, że PEEK zastąpi metal i inne tworzywa sztuczne w niektórych częściach dzięki swojej doskonałej wszechstronnej wydajności. PEEK ma dobrą odporność na tarcie, wszechstronne właściwości mechaniczne, samosmarowanie i dłuższą żywotność, ale ma również pozytywny wpływ na lekkość samochodów, co czyni go substytutem materiałów metalowych w kluczowych częściach. Obecne zastosowanie materiałów PEEK w dziedzinie pojazdów o tradycyjnym paliwie koncentruje się głównie na łożyskach i uszczelnieniach. W dziedzinie pojazdów o nowej energii, z wyjątkiem łożysk i uszczelnień, jego zastosowanie obejmuje również głównie koła zębate i zawory elektromagnetyczne układu obrotowego.

Wraz ze stopniowym rozwojem scenariuszy zastosowań materiału PEEK, zastosowanie PEEK w branży motoryzacyjnej będzie się nadal rozszerzać. Zastosowanie materiałów PEEK w różnych częściach, takich jak koła zębate, uszczelki, przeguby układu zawieszenia, łopatki pompy próżniowej, rdzenie zaworów ABS, ślimaki gniazd itp. będzie rozszerzane, a ich wykorzystanie będzie stopniowo wzrastać. Jeśli chodzi o zastępowanie innych specjalnych tworzyw sztucznych, jedynymi specjalnymi tworzywami sztucznymi, które mogą spełniać wymagania dotyczące odporności na zużycie i właściwości samosmarujących, są PEEK i POM, a sztywność PEEK jest znacznie wyższa niż POM, więc PEEK stopniowo zastępuje POM w przypadku głównych łożysk mocy w motoryzacji; jedynymi materiałami, które mogą spełniać wymagania dotyczące odporności na zużycie pierścieni uszczelniających skrzynię biegów, są PEEK i PPS, a PEEK może wytrzymać wysokie temperatury 250℃, co jest bardziej odpowiednie niż PPS w środowisku pracy pierścieni uszczelniających skrzynię biegów.

PEEK jest idealnym materiałem na przewody emaliowane w silnikach.

Wzrost wskaźnika penetracji silników 800 V zwiększy popyt na PEEK. Krótki zasięg nowych pojazdów energetycznych to główna trudność wpływająca na ich rozwój. Szybkie ładowanie wysokim napięciem 800 V ma zalety wysokiej wydajności ładowania. Jest to główny kierunek obecnego rozwoju. Gdy napięcie systemu zostanie podwyższone z 400 V do 800 V, elektryczny układ napędowy, który jest bezpośrednio podłączony do akumulatora, również musi być zasilany napięciem 800 V. W procesie podnoszenia napięcia silnika z 400 V do 800 V, stawiane są wyższe wymagania dotyczące wydajności izolacji płaskiego przewodu silnika, co objawia się wzrostem wymagań dotyczących napięcia wytrzymywanego przewodu i koniecznością stosowania materiałów odpornych na wyładowania niezupełne (PD). Obecne rozwiązania obejmują głównie rozwiązania z płaskim przewodem PEEK i rozwiązania z grubą warstwą farby. Tradycyjnymi materiałami na przewody emaliowane są acetal i poliester, które zostały zastąpione przez PI, PEEK i inne materiały w etapie silnika 400 V. PEEK jest giętki i odporny na hydrolizę, a także lepszy od PI pod względem bezpieczeństwa i wszechstronności materiału. Jest również lżejszy i cieńszy, co czyni go idealnym materiałem na emaliowane przewody silnikowe. Zgodnie z prognozą NE Times, wskaźnik penetracji silników 800 V w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych ma osiągnąć 40% do 2027 r. Zgodnie z danymi Shanghai Nonferrous Network, wskaźnik penetracji emaliowanego przewodu PEEK w silnikach napędowych 800 V ma przekroczyć wskaźnik grubościennego przewodu PI do 2027 r. Zakładamy, że wskaźnik penetracji wynosi 50%, w oparciu o emaliowany przewód silnikowy 800 V używany w każdym samochodzie, wykorzystujący około 470 g PEEK i prognozę Sullivana dotyczącą 13.99 miliona sprzedaży nowych pojazdów energetycznych w 2027 r. Szacuje się, że krajowy popyt na PEEK na emaliowany przewód silnikowy 800 V w 2027 r. osiągnie 1 ton.

Materiały PEEK klasy medycznej nie są stosowane w dużych ilościach, są jednak bardzo wartościowe.

W porównaniu do stopów tytanu PEEK jest bardziej odpowiedni do stosowania jako materiał na implanty medyczne, a popyt rynkowy szybko rośnie. Wraz ze starzeniem się populacji mojego kraju i wzrostem populacji osób starszych, popyt na materiały medyczne ortopedyczne wzrósł. Jednocześnie ciągły wzrost dochodu na mieszkańca przyspieszy również zastępowanie produktów PEEK stopami i innymi materiałami. Ponieważ moduł materiałów PEEK jest zbliżony do modułu kości ludzkich, niełatwo jest nosić ludzkie kości w stawach. Podczas naprawy czaszki przewodnictwo cieplne PEEK jest podobne do przewodnictwa kości ludzkich, a ciało czuje się bardziej komfortowo. Ponadto, ponieważ promienie rentgenowskie mogą przenikać przez PEEK, pacjenci mogą wygodnie przeprowadzać badania kontrolne. Dlatego też, mimo że obecny materiał PEEK klasy medycznej jest dziesięć razy droższy od stopów tytanu, roczna stopa wzrostu złożonego popytu rynkowego na materiały PEEK klasy medycznej wynosi nadal 20%-30%, znacznie przekraczając stopę wzrostu stopów tytanu wynoszącą 2%-4%.

Materiały PEEK klasy medycznej mają surowe normy, a wartość dodana produktów jest znacznie wyższa niż w przypadku zwykłych materiałów PEEK. Jako materiał bio-obojętny PEEK nie wykazuje aktywności biologicznej. W przypadku stosowania w naprawie kości i integracji kości nie może utworzyć stabilnego interfejsu z żywymi tkankami i trudno jest utworzyć fuzję kości z kośćmi ludzkimi, co znacznie ogranicza zastosowanie PEEK w medycynie. Dlatego konieczne jest dodanie niektórych materiałów biokompatybilnych do materiałów polieteroeteroketonowych w celu poprawy ich aktywności biologicznej. Formuła i proces materiałów biokompatybilnych dodawanych do materiałów PEEK klasy medycznej są od dawna zmonopolizowane przez firmy zagraniczne, a odpowiednie fabryki produkujące materiały PEEK klasy medycznej muszą również przejść testy GMP, które są bardziej rygorystyczne niż zwykłe przemysłowe normy ISO. Dlatego krajowi producenci poczynili powolne postępy w industrializacji materiałów PEEK klasy medycznej, a cena materiałów PEEK klasy medycznej pozostała wysoka, a wartość dodana produktów jest znacznie wyższa niż w przypadku zwykłych materiałów PEEK.