PEEK材料在注塑加工过程中,制品外观及性能的一致性是行业普遍关注的重点。

注:上述PEEK应用领域所列的应用范围为PEEK的常规应用范围,非中研PEEK已全部进入应用范围。
实际生产中,部分制品可能出现颜色偏差、表面瑕疵、尺寸不稳定或力学性能不达标等情况,这些现象通常与加工环节的工艺控制密切相关。
中研股份(688716)聚焦PEEK材料研发与产业化应用已近20年,在服务下游供应商的过程中,积累了较为系统的注塑工艺经验。
本文从设备配置、物料干燥、设备清洁、温度控制及浇口设计五个维度,梳理PEEK注塑成型的关键控制节点,供行业同仁参考。
01
设备配置:满足高温加工的基本要求
PEEK材料熔融温度较高,ZYPEEK系列产品推荐加工温度范围为360-400℃(不超过420℃)。设备选型方面,建议关注以下要素:
加热系统:加热圈及热电偶需适配高温工况,采用陶瓷加热圈有助于提升加热均匀性。
料筒保温:建议对料筒采取保温措施,减少热量散失。
螺杆与部件:通用螺杆构型可满足多数加工需求;与熔融物料接触的金属部件应进行抛光处理,以降低积料风险。与制品直接接触的模具型腔部位,可考虑金属硬化处理以提升表面耐用性。
模具温度:模具实际温度建议控制在175-205℃区间(非温控设备设定值),建议配备模温机并采用接触式测温仪实测型腔温度。

02
物料干燥:控制含水率是基础前提
PEEK材料具有一定吸湿性。ZYPEEK FD-PEEK出厂含水率通常低于0.3wt%,但存放期间可能吸收约0.5wt%的大气水分。
含水率目标:加工前建议将物料含水率降至0.02wt%以下。
干燥工艺:推荐在150-160℃条件下干燥2-3小时;薄膜制品加工建议延长至4小时以上。
干燥设备:建议使用干燥空气干燥箱或真空干燥箱,干燥器露点不高于-30℃。输送颗粒的胶管建议选用PU材质。

03
设备清洁:避免交叉污染导致制品缺陷
多数聚合物在PEEK加工温度条件下可能发生热降解,若未能彻底清除,残留物可能以黑点等形式出现在制品中,影响外观及性能。
在400℃条件下保温1小时,PEEK材料仍可保持较好的熔融稳定性。但物料长时间处于高温状态,其性能可能受到一定影响。
若加工过程中出现意外停机,且物料在设备内停留时间不超过1小时,在360℃条件下材料性能变化较为有限。
停留时间在1至3小时之间时,建议将料筒温度降至340℃。
停留时间超过3小时,建议对料筒进行清洗。恢复生产时,宜将最初生产的若干制件作隔离处理。
04
温度控制:模温影响结晶行为与制品性能
PEEK为半结晶型材料,模具温度直接决定其结晶行为及最终性能表现:
模具温度偏低:冷却速率较快,分子链规整排列受限,制品趋于无定型态,表现为流动性不足、颜色偏暗。
模具温度适宜(175-205℃):分子链获得充分排列时间,形成结晶态结构,制品颜色及综合性能较为稳定。
模温控制偏差可能引发的现象:包括粘模、颜色不均、顶出变形、翘曲及耐磨性降低等。
实测建议:模温机显示温度与实际型腔温度可能存在差异,建议采用接触式K型热电偶在型腔内壁进行实测,以此作为工艺依据。

05
浇口设计:补偿半结晶材料更高的收缩率
PEEK作为半结晶材料,注塑冷却后尺寸收缩幅度相对较大,与无定形材料相比,其收缩率更高。
浇口尺寸:适当加大浇口尺寸,有利于提升补缩效果。一般参考值为制件壁厚的2/3,具体尺寸应结合制件壁厚分布、型腔数量及几何特征综合确定。
收缩率参考范围:参考中研各牌号物性表。

结语
PEEK注塑成型是一项对工艺控制要求较高的系统工程。设备耐温能力、物料干燥程度、设备清洁状况、模具温度准确性及浇口设计合理性,均对最终制品质量产生显著影响。
中研股份致力于PEEK材料的自主研发与生产,持续为下游客户提供材料选型、工艺优化及技术咨询等支持。如需进一步交流,欢迎通过公司官方渠道取得联系。
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