学点PEKK知识

13天前浏览1358

研究亮点：

PEKK 的可调谐性影响结晶能力，使其与 PEEK 不同。
PEKK 和CF/PEKK 的热历史对其结晶度起着重要作用。
在一些增强的 PEKK 系统中已经观察到了横结晶性。
PEKK 和CF/PEKK 的结晶动力学表现出双重结晶机制。
将实验室规模的研究与工业制造场景相关联是关键。

摘要

聚醚酮酮（PEKK）是一种热塑性塑料，是聚（芳基醚酮）（PAEK）聚合物家族的一部分，具有优异的机械性能和耐化学性能，使其成为高性能复合材料的基质。深入了解材料性能在高性能应用中至关重要，而在热塑性塑料的情况下，结晶度起着至关重要的作用。本文综述了 PEKK 和 CF/PEKK 复合材料的结晶形态和结构，等温和动态条件下的结晶行为和动力学，以及不同对苯二甲酸/间苯二甲酸比例的不同等级 PEKK 的结晶行为与动力学。在 CF/PEKK 复合材料的情况下，讨论了纤维-基体界面处的跨结晶发展的影响，以及碳纤维夹杂物对结晶动力学的影响。介绍并讨论了文献中可用的几种结晶动力学和跨结晶模型。还考虑了 CF/PEKK 复合材料的当前限制和未来方向，包括热压罐、自动胶带放置和 3D 打印等制造技术。本文将其与研究和建立得更好的聚醚醚酮（PEEK）进行了相关比较，以补充文献稀少的地方对 PEKK 和 CF/PEKK 的讨论。

介绍

聚芳基乙酮（PAEK）是一类热塑性塑料，广泛用作碳纤维（CF）增强复合材料的基体，作为航空结构材料，用于机翼襟翼、检修面板和地板等部件中。这些具有良好的性能，如良好的冲击性、耐化学性和抗氧化性、高温性能和低密度，使其适合担任该角色；并且在不制冷的情况下也具有延长的保质期，可回收并具有高修复潜力，这是热固性基质所不具备的有利品质。没有固化反应也可能导致更短的加工时间，使不同特征和材料的组合和剪裁能够满足任何特定应用的要求。然而，由于较高的粘度，导致纤维-基体界面较差、孔隙率和生产过程中的部分浸渍，因此在纤维浸渍方面出现了困难。此外，在高性能应用中，实现所需的结晶度水平对于实现强度和韧性的最佳组合至关重要，这需要具有最佳热循环的受控加工条件。

PAEK 在醚/酮比率方面彼此不同，如第2.1 节所述。在过去的 30 年里，聚醚醚酮（PEEK）得到了广泛的研究，在过去的十年里，人们越来越关注 PEEK 基复合材料的加工。另一方面，聚醚酮酮（PEKK）的研究范围要小得多，仅在最近几年才引起人们对其作为复合结构件基体的兴趣。其优异的机械性能和比 PEEK 更低的加工温度使其成为高性能应用的有趣候选者，从而在工业上开发出新的PEKK 牌号和基体系列。

PEKK 中不同的对苯二甲酸/间苯二甲酸含量（T/I 比）导致不同的结晶动力学和性能：由于材料的熔融温度和粘度，较高的 T/I 比将需要更高的加工温度，但与 T/I 比较低的 PEKK 相比，结晶动力学更快。高结晶度是性能所需的，因为这提高了材料的强度、刚度、韧性和耐化学性。在更好理解的 PEEK 的情况下，其链结构允许快速结晶动力学；然而，对于 PEKK 来说，不同 T/I 比的可用性要求全面了解每种情况下的动力学，以优化制造。此外，了解复合材料形式的材料的动力学也非常重要，因为已经观察到聚合物在纤维存在下具有不同的结晶动力学。

本文分析了 PEKK 的结晶形态和动力学，影响这一点的因素，以及碳纤维的加入如何影响这些行为。接下来是用于纯 PEKK 和复合 PEKK 结晶动力学的最相关模型的概述，以及一些相关的跨结晶模拟的概述。在考虑未增强 PEKK 作为复合材料的一部分的行为之前，对其进行理解是很重要的，因此，在讨论 CF/PEKK 复合材料之前，本文尽可能对未增强 PEKK 进行综述。此外，由于关于 PEKK 的文献有限，无论何时相关，都可以从更广泛的 PEEK 和 CF/PEEK 文献中进行比较。