20%のポリエーテルエーテルケトン（PEEK）ナノ粒子をPTFEマトリックスに統合することで、ハイブリッド素材従来のシーリングソリューションの限界を覆す、画期的な製品です。以下は、その特性、改良点、そして用途に関する技術分析です。
コア特性：相乗的な構造的優位性
| 財産 | 20% PEEK/PTFE | 純PTFE | 改善 |
|---|---|---|---|
| 圧縮強度 | 35～42MPa | 12～15MPa | 200%↑ |
| PV制限 | 3.0～3.5 MPa·m/s | 0.6～0.8 MPa·m/s | 400%↑ |
| HDT @ 0.45MPa | 260～300℃ | 121℃ | 120%↑ |
| 摩耗率 | 5×10⁻⁷ mm³/N·m | 2×10⁻⁶ mm³/N·m | 75% ↓ |
| 圧縮クリープ | <15% (100°C/24時間) | >50% | 70% ↓ |
PEEK の剛性バックボーンにより構造的なサポートが提供され、PTFE が自己潤滑性を維持し、「セラミック強度 + フッ素ポリマー潤滑性」の複合材料が形成されます。
主要なパフォーマンス強化
- コールドフローの除去
- PEEK ナノファイバー (200 ～ 500 nm) は、PTFE 粒界に強化ネットワークを形成します。
- 10MPa/150°C での変形は 47% (純粋な PTFE) から 11% に低下します。
- トライボロジーのブレークスルー
- μ = 0.05～0.10 を維持し、耐用年数が 8 倍に延長されます。
- 乾燥摩擦 (5MPa、1m/s) 下で 5,000 時間耐えますが、純粋な PTFE では 600 時間です。
- 熱安定性の拡張
- 連続動作温度: 310°C (PTFE の場合は 260°C)。
- 自動車ターボチャージャーのシール寿命は、300°C/15,000 rpm で 400% 増加します。
- 耐薬品性向上
中くらい 20% PEEK/PTFE 純PTFE 強力な酸化剤 ✓ (98% H₂SO₄) ✘ (HNO₃蒸気で不合格) 有機溶剤 ✓ （アセトン/キシレン） △ 25%以上の腫れ 高圧蒸気 ✓ (230℃/4MPa) ✘ （150℃でクリープ）
純粋なPTFEとの重要な違い
| 側面 | 20% PEEK/PTFE | 純PTFE |
|---|---|---|
| 微細構造 | セミIPNナノファイバー強化 | 層状結晶の積み重ね |
| 故障モード | 均一な摩耗（転写フィルム<1μm） | 冷流誘起崩壊 |
| 処理 | ブレンド焼結等方圧プレス | 従来の圧縮 |
| （密度 >2.16 g/cm³） | （密度2.1～2.2 g/cm³） | |
| 制限速度 | 20 m/s（乾燥時） | <5 m/s |
対象アプリケーション
- 極度温度システム
- 航空機燃料バルブ (-54°C ～ 280°C の熱サイクル)。
- PEMFC バイポーラ プレート シール (110°C + 電気化学的腐食)。
- 高圧/潤滑剤フリー
- 超臨界CO₂コンプレッサー（31.1MPa/100°C）。
- 油圧サーボシリンダー（35MPa往復運動）。
- 攻撃的な化学環境
業界 応用 アドバンテージ 半導体 プラズマエッチングチャンバーシール CF₄/O₂プラズマ耐性 化学処理 濃H₂SO₄ポンプシール 膨張ゼロ/金属フリー 医学 オートクレーブロータリージョイント 316Lグレードの耐腐食性 - 重量に敏感な機器
- EV パワートレイン (金属シールより 60% 軽量、k >0.45 W/m·K)。
選考ガイドライン
- 推奨:
✓ 潤滑なしで200℃を超える温度
✓ 強酸/酸化剤（例：HF/H₂SO₄）
✓ PV >1.5 MPa·m/s 回転シール - 避ける:
✘ 極低温LH₂サービス（PTFEの脆さが持続）
✘ コスト重視のアプリケーション（PTFE材料コストの4～6倍）
次のフロンティア30% PEEK/PTFE 複合材は現在、原子炉冷却ポンプ内で 350°C/25MPa で 10,000 時間のテストを実施しており、極限シールに対する新たなベンチマークとなっています。
投稿日時: 2025年7月16日