La aplicación del plástico de ingeniería especial PEEK

La demanda de PEEK en el campo automotriz está aumentando gradualmente debido a la actualización de los materiales de las piezas automotrices y al cable esmaltado de los motores de alto voltaje.

Se espera que el PEEK sustituya al metal y a otros plásticos de ingeniería en algunas piezas gracias a su excelente rendimiento integral. El PEEK posee buena resistencia a la fricción, propiedades mecánicas integrales, autolubricación y una mayor vida útil, además de contribuir positivamente a la reducción de peso de los automóviles, lo que lo convierte en un sustituto de los materiales metálicos en piezas clave. La aplicación actual del PEEK en vehículos de combustible tradicional se centra principalmente en cojinetes y sellos. En el sector de los vehículos de nuevas energías, además de cojinetes y sellos, su aplicación también incluye principalmente engranajes y electroválvulas del sistema rotatorio.

Con el desarrollo gradual de los escenarios de aplicación del material PEEK, su aplicación en el campo automotriz continuará expandiéndose. Su aplicación en diversas piezas, como engranajes, juntas, juntas de sistemas de suspensión, álabes de bombas de vacío, núcleos de válvulas ABS, tornillos sin fin de asientos, etc., se expandirá y su uso aumentará gradualmente. En términos de reemplazo de otros plásticos de ingeniería especiales, los únicos plásticos de ingeniería especiales que pueden cumplir con los requisitos de resistencia al desgaste y propiedades autolubricantes son el PEEK y el POM, y la rigidez del PEEK es mucho mayor que la del POM, por lo que el PEEK reemplaza gradualmente al POM para los cojinetes de potencia principales de automóviles; los únicos materiales que pueden cumplir con la resistencia al desgaste de los anillos de sellado de la transmisión son el PEEK y el PPS, y el PEEK puede soportar altas temperaturas de 250 ℃, lo que es más adecuado que el PPS para el entorno de trabajo de los anillos de sellado de la transmisión.

PEEK es un material ideal para cables esmaltados de motor.

El aumento en la tasa de penetración de los motores de 800 V incrementará la demanda de PEEK. La corta autonomía de los vehículos de nueva energía es la principal dificultad que afecta a su desarrollo. La carga rápida de alto voltaje de 800 V ofrece ventajas como una alta eficiencia de carga. Es la vía principal de desarrollo actual. Al aumentar el voltaje del sistema de 400 V a 800 V, el sistema de accionamiento eléctrico conectado directamente a la batería también debe alimentarse con 800 V. En el proceso de aumentar el voltaje del motor de 400 V a 800 V, se imponen mayores requisitos de aislamiento al cable plano del motor, lo que se refleja en el aumento de los requisitos de tensión de resistencia del cable y la necesidad de utilizar materiales resistentes a descargas parciales (PD). Las soluciones actuales incluyen principalmente soluciones de cable plano de PEEK y soluciones de película gruesa de pintura. Los materiales tradicionales para cables esmaltados son el acetal y el poliéster, que han sido reemplazados por PI, PEEK y otros materiales en la etapa del motor de 400 V. El PEEK es flexible y resistente a la hidrólisis, y es superior al PI en términos de seguridad y exhaustividad del material. Además, es más ligero y delgado, lo que lo convierte en un material ideal para cables esmaltados de motor. Según el pronóstico de NE Times, se espera que la tasa de penetración de los motores de 800 V en el campo de los vehículos de nueva energía alcance el 40 % para 2027. Según datos de Shanghai Nonferrous Network, se espera que la tasa de penetración del cable esmaltado de PEEK en motores de accionamiento de 800 V supere la del cable de PI con revestimiento grueso para 2027. Suponemos una tasa de penetración del 50 %, basándonos en el cable esmaltado para motores de 800 V utilizado en cada automóvil con aproximadamente 470 g de PEEK y el pronóstico de Sullivan de 13.99 millones de ventas de vehículos de nueva energía en 2027. Se estima que la demanda nacional de PEEK para cable esmaltado para motores de 800 V en 2027 alcanzará las 1 toneladas.

Los materiales PEEK de grado médico no se utilizan en grandes cantidades, pero son de gran valor.

En comparación con las aleaciones de titanio, el PEEK es más adecuado para su uso como material para implantes médicos, y su demanda en el mercado está creciendo rápidamente. Con el creciente envejecimiento de la población en mi país y el aumento de la población de edad avanzada, la demanda de consumibles médicos ortopédicos ha aumentado. Al mismo tiempo, el continuo aumento de la renta per cápita acelerará la sustitución de productos de PEEK por aleaciones y otros materiales. Dado que el módulo de los materiales de PEEK es similar al de los huesos humanos, no es fácil que estos se desgasten en las articulaciones. Al reparar el cráneo, la conductividad térmica del PEEK es similar a la de los huesos humanos, lo que proporciona una mayor comodidad al cuerpo. Además, dado que los rayos X pueden penetrar el PEEK, facilita que los pacientes realicen exámenes de seguimiento. Por lo tanto, aunque el precio actual del material de PEEK de grado médico es diez veces superior al de las aleaciones de titanio, la tasa de crecimiento anual compuesta de la demanda del mercado de materiales de PEEK de grado médico sigue siendo del 20% al 30%, muy superior a la tasa de crecimiento del 2% al 4% de las aleaciones de titanio.

Los materiales de PEEK de grado médico están sujetos a estándares estrictos y su valor añadido es mucho mayor que el de los materiales de PEEK convencionales. Al ser un material bioinerte, el PEEK carece de actividad biológica. Al utilizarse en la reparación e integración ósea, no puede formar una interfaz estable con los tejidos vivos y es difícil fusionarse con huesos humanos, lo que limita considerablemente su uso en el campo médico. Por lo tanto, es necesario añadir materiales biocompatibles a los materiales de polieteretercetona para mejorar su actividad biológica. La fórmula y el proceso de adición de materiales biocompatibles a los materiales de PEEK de grado médico han estado monopolizados durante mucho tiempo por empresas extranjeras, y las fábricas que producen materiales de PEEK de grado médico también deben superar las pruebas GMP, que son más estrictas que las normas ISO industriales convencionales. Por lo tanto, los fabricantes nacionales han avanzado lentamente en la industrialización de los materiales de PEEK de grado médico, y el precio de estos materiales se ha mantenido alto, con un valor añadido mucho mayor que el de los materiales de PEEK convencionales.