Polyetherketone

Monomereinheit von PEEK, einem Polyetherketon

Polyetherketone, genauer Polyaryletherketone (Kurzzeichen: PAEK) sind hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoffe. Der am längsten bekannte und wichtigste Vertreter aus dieser Gruppe ist das Polyetheretherketon (PEEK). Seine Schmelztemperatur beträgt 335 °C. Mittlerweile existieren diverse Abkömmlinge (z. B. PEK, PEEEK, PEEKEK und PEKK) welche geringfügig andere Schmelzpunkte aufweisen (z. B. PEKK 391 °C oder PEEEK 324 °C).

Synthese

PEEK-Polymere entstehen durch Alkylierung von Bisphenol-Salzen. Typisch ist die Reaktion von 4,4'-Diflourobenzophenon mit Hydrochinon-Salz.^[1][2]

Chemische Beständigkeit

Typische Materialeigenschaften von Polyetherketonen^[3]

Eigenschaft	Wert
E-Modul (E)	3700 N·mm−2
Zugfestigkeit[4] (σt)	100 N·mm−2
Bruchdehnung	50 %
Kerbschlagarbeit	55 kJ·m−2
Glasübergangstemperatur (Tg)	130…150 °C und 260…290 °C
Wärmeleitfähigkeit (λ)	0,25 W/m.K
linearer Wärmeausdehnungskoeffizient(α)	1,7×10−5 /K

Polyetherketone sind gegen fast alle organischen und anorganischen Chemikalien beständig. Sie sind auch bis etwa 280 °C beständig gegen Hydrolyse. Dagegen sind sie gegen UV- Strahlung, konzentrierte Salpetersäure, allgemein gegen saure oxidierende Bedingungen und einige Halogenkohlenwasserstoffe nicht beständig.

Aussehen

In verschiedenen Einfärbungen erhältlich. Ungefärbt sind sie braun-grau bis beige.

Anwendungen

• Automobilindustrie
• Luft- und Raumfahrt-Industrie
• Isolationsmaterial für Stromversorgungskabel (5kV) in der Rohölproduktion
• Hochspannungstechnik (als Isolierwerkstoff)
• Wafercarrier in der Halbleitertechnik
• Medizintechnik (da wiederholt sterilisierbar, biokompatibel und röntgendurchlässig, im Verbundwerkstoff Dentanium als Matrix)
• Pharmazeutische Industrie (in Produktionsanlagen bei produktberührenden Teilen)
• Chemische Industrie (sobald relativ hohe mechanische, thermische und chemische Anforderungen gestellt werden)
• Lebensmittelindustrie
• Tennissaiten
• Kernmaterial für Instrumentensaiten
• zunehmend als flexibler Schaltungsträger in der Elektronik, Folie

Der derzeit (2004) weltweit wichtigste Hersteller ist die Firma Victrex mit Hauptsitz in Lancashire (UK). Nachdem bestimmte Patente auf den Herstellungsprozess ausgelaufen sind, haben Solvay und Evonik (ehem. Degussa) ebenfalls Produktionen für PEEK aufgebaut. Ein weiterer Hersteller ist die indische Gharda Chemicals.

Mit einem typischen Kilopreis für Halbzeug von ca. 350 € (April 2009) zählt PEEK zu den teuersten technischen Kunststoffen.

Einzelnachweise

1. ↑ David Parker, Jan Bussink, Hendrik T. van de Grampe, Gary W. Wheatley, Ernst-Ulrich Dorf, Edgar Ostlinning, Klaus Reinking: Polymers, High-Temperature. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2002, doi:10.1002/14356007.a21_449.
2. ↑ David Kemmish: Update on the Technology and Applications of PolyArylEtherKetones. Smithers Rapra Technology, 2010, ISBN 978-1-84735-408-2.
3. ↑ A.K. vam der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5
4. ↑ E. Wintermantel et al., Medizintechnik, 5. Auflage 2009, ISBN 3540939350