ポリエーテル エーテル ケトン (PEEK) とポリイミド (PI) は、現在入手可能な最も先進的な高性能エンジニアリング プラスチックの 2 つです。
これらの材料は、航空宇宙、医療、半導体、エレクトロニクス、その他の要求の厳しい業界で広く使用されており、従来のプラスチックや金属をはるかに超える優れた総合性能のおかげで、ハイエンド製造の「コア材料」となっています。
どちらの材料も、次のような極端な条件下でも確実に動作します。
高温
強い化学腐食
放射線被ばく
過酷な機械環境
ただし、各材料には独自のパフォーマンスの焦点と用途の利点があります。
PI は通常、ピロメリット酸二無水物 (PMDA) と 4,4'-オキシジアニリン (ODA) の重縮合によって合成されます。その繰り返し単位には、3 つのベンゼン環と接続された 5 員イミド環が含まれています。
典型的な分子構造:
–[O–C₆H₄–O–C₆H₄–CO–C₆H₄]ₙ–
エーテル結合 (-O-) とケトン基 (-CO-) がポリマー鎖内で交互に配置され、エーテル対ケトンの比率は 2:1 です。
比較項目 |
ピーク |
PI |
選択の推奨事項 |
|---|---|---|---|
連続使用温度 |
250℃ |
260℃以上 |
PI は 260°C 以上が好ましい |
短期耐熱性 |
310℃ |
400℃以上 |
極度の高温または極低温条件用の PI |
密度 |
1.32g/cm³ |
1.40 g/cm³ |
PEEKの方が軽い |
機械的性質 |
高い靭性、耐摩耗性、耐衝撃性 |
高温では非常に硬いが、室温ではさらに脆くなる |
摩耗部品にはPEEK、高温耐荷重にはPI |
電気的特性 |
中・低周波の優れた絶縁性 |
業界トップクラスの絶縁性、低誘電損失、高周波に最適 |
半導体および高電圧エレクトロニクスのPI |
耐薬品性 |
ほとんどの酸、アルカリ、溶剤、蒸気に対する耐性 |
優れた耐放射線性、耐酸化性、耐溶剤性 |
腐食性の高い環境または核環境向けの PI |
生体適合性 |
医療用インプラントグレードも利用可能 |
インプラントに使用されることはほとんどありません |
整形外科インプラント用の PEEK |
処理 |
熱可塑性プラスチック;射出成形、押出成形、3Dプリント |
主に圧縮成形・焼結 |
複雑な大量生産向けの PEEK |
吸湿性 |
極めて低い |
PEEKより若干高い |
精密寸法部品用のPEEK |
料金 |
ミッドエンドからハイエンド、量産時のコスト効率が高い |
高価な原材料と加工品 |
コスト重視のプロジェクト向けの PEEK |
非常にバランスの取れた全体的なパフォーマンス
靭性、耐疲労性、耐摩耗性、自己潤滑性に優れています。
熱可塑性加工が容易
棒、板、チューブ、精密機械加工部品に適しています。
成熟した ISO 認定の医療生体適合性
優れた耐加水分解性と耐蒸気性
湿気の多い環境でも優れた寸法安定性を発揮
以下の点で PI より劣ります:
極度の高温耐性
超高電気絶縁性
耐放射線性
全温度範囲にわたって優れた高温耐性
極低温から超高温まで安定
業界をリードする電気絶縁性と耐アーク性
優れた耐放射線性と耐酸化性
非常に高温でも機械的特性は安定しています
より高い脆性
耐衝撃性が低い
重負荷の動的摩耗コンポーネントには理想的ではありません
難しい加工
長いリードタイム
生産コストの上昇
整形外科用インプラント
手術器具
内視鏡のコンポーネント
歯科用消耗品
ベアリング
歯車
ウェアパッド
バルブシート
高速可動部品
モーターの耐摩耗性コンポーネント
シール部品
電池の断熱構造
高圧蒸気部品
耐食配管
精密ポンプ・バルブ部品
複雑な射出成形部品
精密CNC機械加工コンポーネント
高温器具
ウェーハキャリア
絶縁スペーサー
クリーンルーム用高温部品
フレキシブルFPC基板
高圧絶縁フィルム
高周波回路部品
トランス絶縁部品
極限の断熱構造
航空機ワイヤーの絶縁
耐放射線性の航空宇宙部品
極低温用途
原子力産業のコンポーネント
260℃以上での連続運転
高温ケーブル絶縁
電磁絶縁
高圧絶縁部品
耐摩耗性
靭性
量産
医療グレードのコンプライアンス
加工が容易になる
超高温耐性
優れた電気絶縁性
耐放射線性
極めて高い熱安定性
常温・中温での精密機械構造物 → PEEK
半導体絶縁および極限環境 → PI
300°C を超え、極度の耐熱性と耐摩耗性の両方が必要なアプリケーションの場合は、以下を考慮してください。
ポリベンズイミダゾール (PBI)
PBI は、PI と PEEK の両方よりもさらに高い熱性能を備えており、現在、超高温用途向けに市販されているエンジニアリング プラスチックの中で最も性能が高いものの 1 つです。
PEEK と PI はどちらも、次のような長年の産業上の課題を解決できる優れた高性能エンジニアリング プラスチックです。
軽量 vs 高強度
極度の抵抗と被削性
バランスの取れた全体的なパフォーマンス
柔軟な加工
幅広い応用範囲
「オールラウンドパフォーマー」
優れた極限環境対応能力
ハイエンドアプリケーションに特化
「スペシャリストパフォーマー」
どちらの素材も、もう一方の素材を完全に置き換えることはできません。
材料の選択には次の点を考慮する必要があります。
動作温度
機械的負荷
電気的要件
加工方法
料金
環境条件
