コラム

PEEKとは?ポリエーテルエーテルケトン樹脂の特徴

PEEK樹脂とは

PEEKとは「PolyEtherEtherKetone(ポリエーテルエーテルケトン)」という樹脂の略称です。
各単語の頭文字を取り「PEEK」と書いて「ピーク」と一般的に呼ばれています。

PEEKは熱可塑性樹脂であり、スーパーエンジニアリングプラスチックに分類されます。
スーパーエンジニアリングプラスチックの中でも特に耐熱性や耐薬品性に優れ、非常に信頼性の高い樹脂として知られています。

PEEKは、PAEK(ポリアリールエーテルケトン)あるいは芳香族ポリエーテルケトンと呼ばれるポリマー群の1種です。
PAEKというポリマー群は、アリール基・エーテル基・ケトン基から構成されるポリマー群で、それらの官能基の組み合わせや配列により、PAEK群の中でも様々な種類の樹脂が存在し、官能基の組み合わせにより樹脂としての特性も異なります。

PEEKは、1978年に英国ICI社によって商業生産が開始され、現在ではPAEK群の中でもっともよく知られている樹脂となっています。
耐熱性や耐薬品性のほか、機械特性にも非常に優れており、金属代替等の信頼性が必要とされる分野で使われています。

PEEK樹脂の特徴

耐熱性・高温特性・耐スチーム性

PEEKの融点は343℃と非常に高いです。

連続使用温度は260℃と言われており、熱可塑性樹脂の中で最高クラスの耐熱性を示します。

高温時の機械特性にも優れ、特にフィラー強化品の荷重たわみ温度は300℃を超えます。

対熱水性や対スチーム性にも優れ、高温水蒸気の環境でも加水分解を起こしにくいので、オートクレーブによる高圧蒸気滅菌にも耐えられる樹脂材料です。

耐薬品性

PEEKは耐薬品性にも非常に優れています。

多くの酸やアルカリ、有機溶媒に高い耐性があり、高温下でも耐えることができます。
ただし、濃硫酸などの強酸には侵されるので注意が必要です。

機械特性・クリープ特性・耐摩耗性

PEEKは、広い温度範囲において高い強度と剛性を示し、機械特性にも優れています。

PEEKは、ニート樹脂でも引張強度が100MPa前後ありますが、ガラス繊維や炭素繊維と複合化することにより引張強度を200〜300MPaまで向上させることもできます。

強度や剛性だけでなく、クリープ特性や耐疲労性、耐摩耗性にも優れているので、金属代替に適した樹脂として認識されています。

難燃性

PEEKは難燃性にも優れています。

改質しない状態でUL94 V-0の難燃性を有する燃えにくい樹脂です。

PEEK樹脂のバリエーション

分子量によるバリエーション

PEEKは分子量(分子鎖の長さ)の異なるグレードが存在します。

高分子量のグレードは、粘度が高く耐衝撃性に優れています。

低分子量のグレードは、粘度が低く成形性に優れています。

形状によるバリエーション

PEEKは、一般的にパウダー状(粗粒品)ペレット状(造粒品)で供給されており、コンパウンドや射出成形、押出成形など用途によって使い分けられています。

PEEKフィルムやPEEKコーティング用途向けに、さらに微粒子パウダーとしての供給をしているメーカーもあります。

配合によるバリエーション

PEEKは、ニート樹脂(樹脂単体)だけでなく、フィラーを配合したコンパウンド樹脂としても供給されています。

ガラス繊維や炭素繊維を配合することで強度や剛性を高くしたコンパウンドや、PTFEやグラファイトを配合することで摺動性を高くしたコンパウンドなどが一般的です。

最後に

いかがでしたでしょうか。

PEEK樹脂は最も信頼性の高い熱可塑性樹脂のひとつです。

ここ数年は供給メーカー数が増えたこともあり、以前よりも価格がこなれてきています。

金属代替や、過酷な環境で使われる部材をご検討されているようでしたら、ぜひご検討してみください。