PTFE 매트릭스에 20% 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 나노입자를 통합하면 하이브리드 소재기존 밀봉 솔루션의 한계를 재정의하는 제품입니다. 아래는 해당 제품의 특성, 개선 사항 및 적용 분야에 대한 기술 분석입니다.
핵심 특성: 시너지적 구조적 이점
| 재산 | 20% PEEK/PTFE | 순수 PTFE | 개선 |
|---|---|---|---|
| 압축 강도 | 35~42MPa | 12~15MPa | 200% 증가 |
| PV 제한 | 3.0~3.5MPa·m/s | 0.6~0.8MPa·m/s | 400% 증가 |
| HDT @ 0.45MPa | 260~300°C | 121도 | 120% ↑ |
| 마모율 | 5×10⁻⁷ mm³/N·m | 2×10⁻⁶ mm³/N·m | 75% ↓ |
| 압축 크립 | <15% (100°C/24시간) | >50% | 70% ↓ |
PEEK의 견고한 백본은 구조적 지지력을 제공하는 반면, PTFE는 자체 윤활성을 유지하여 "세라믹 강도 + 플루오로폴리머 윤활성" 복합재를 형성합니다.
주요 성과 향상
- 콜드 플로우 제거
- PEEK 나노섬유(200~500nm)는 PTFE 결정립계에 강화 네트워크를 형성합니다.
- 10MPa/150°C에서의 변형률은 순수 PTFE의 경우 47%에서 11%로 감소합니다.
- 트라이볼로지적 혁신
- μ = 0.05–0.10을 유지하며 서비스 수명이 8배 더 길어졌습니다.
- 건조 마찰(5MPa, 1m/s) 하에서 5,000시간 동안 견뎌내는 반면 순수 PTFE는 600시간 견딥니다.
- 열 안정성 확장
- 연속 작동 온도: 310°C(PTFE의 경우 260°C).
- 자동차 터보차저 씰 수명은 300°C/15,000rpm에서 400% 증가합니다.
- 내화학성 업그레이드
중간 20% PEEK/PTFE 순수 PTFE 강력한 산화제 ✓ (98% H₂SO₄) ✘ (HNO₃ 연기에서는 실패함) 유기 용매 ✓ (아세톤/자일렌) △ >25% 부기 고압 증기 ✓ (230°C/4MPa) ✘ (150°C에서 크리프 발생)
순수 PTFE와의 중요한 차이점
| 측면 | 20% PEEK/PTFE | 순수 PTFE |
|---|---|---|
| 미세구조 | 세미-IPN 나노섬유 강화 | 층상 결정 적층 |
| 실패 모드 | 균일한 마모(<1μm 전사 필름) | 저온 유동으로 인한 붕괴 |
| 처리 중 | 블렌드-소결-등방 프레스 | 기존 압축 |
| (밀도 >2.16 g/cm³) | (밀도 2.1–2.2 g/cm³) | |
| 속도 제한 | 20m/s(건조) | <5m/초 |
대상 애플리케이션
- 극한 온도 시스템
- 항공기 연료 밸브(-54°C ~ 280°C 열 사이클링).
- PEMFC 양극판 씰(110°C + 전기화학적 부식).
- 고압/윤활유 무첨가
- 초임계 CO₂ 압축기(31.1MPa/100°C).
- 유압 서보 실린더(35MPa 왕복 운동).
- 공격적인 화학 환경
산업 애플리케이션 이점 반도체 플라즈마 에처 챔버 씰 CF₄/O₂ 플라즈마에 저항 화학 처리 농축 H₂SO₄ 펌프 씰 부기 없음/금속 없음 의료 오토클레이브 회전 조인트 316L 등급 내식성 - 무게 감지 장비
- EV 파워트레인(금속 씰보다 60% 가벼움, k >0.45 W/m·K).
선택 지침
- 추천:
✓ 윤활 없이 200°C 이상의 온도
✓ 강산/산화제(예: HF/H₂SO₄)
✓ PV >1.5 MPa·m/s 회전 씰 - 피하다:
✘ 극저온 LH₂ 서비스(PTFE 취성이 지속됨)
✘ 비용 중심 애플리케이션(PTFE 재료 비용의 4~6배)
넥스트 프론티어: 30% PEEK/PTFE 복합소재가 이제 원자로 냉각수 펌프에서 350°C/25MPa로 10,000시간 동안 테스트를 거쳐 극한의 밀봉에 대한 새로운 기준을 제시합니다.
게시 시간: 2025년 7월 16일