El PEEK es un caballo de batalla, tal vez el material más cercano a la perfección, que se utiliza en una amplia gama de industrias y en una variedad de aplicaciones. Es conocido por su impresionante durabilidad en entornos exigentes. Los grados reforzados con vidrio y carbono se encuentran entre los más fuertes de todos los termoplásticos a temperatura ambiente y los grados sin relleno son altamente resistentes a algunos de los ambientes químicamente más agresivos, incluido el vapor a alta presión.

Introducido por primera vez por Victrex PLC y luego por ICI (Imperial Chemical Industries) a principios de los años 80, lleva casi 40 años ganando terreno. Otras empresas, como Solvay, se incorporaron a la producción de resina PEEK a principios de la década de 2000, después de que expiraran los derechos de patente de Victrex PLC, por lo que hoy en día los usuarios finales y los especificadores no tienen escasez de grados de resina PEEK entre los que elegir. El reconocimiento del nombre sigue favoreciendo a las marcas Victrex, pero otras, encabezadas por Ketaspire PEEK de Solvay, están ganando volumen y cuota de mercado cada año. En la actualidad, Solvay es el único productor estadounidense de resina PEEK.

¿Por qué PEEK?

PEEK es la abreviatura de poliéter-éter-cetona, lo que no tiene sentido para muchos que no tengan una sólida formación en química. En pocas palabras, se refiere a la estructura química del polímero, aunque la mayoría de los científicos especializados en polímeros identifican el PEEK como parte de la familia más amplia de polímeros de cetona llamados cetonas de poliariléter (PAEK). Esta familia de PAEK abarca una serie de composiciones diferentes con distintas proporciones de grupos éter y grupos cetona, de las cuales la más común es el PEEK. Independientemente de la química específica, es la estructura química de la policetona la que hace que el PEEK sea tan formidable en tantos entornos. ¿Qué tiene el PEEK que lo hace idóneo para tantas aplicaciones de ingeniería?

Victrex PEEK

Victrex PEEK 450 CA30

30% de fibra de carbono reforzada

Con un 30% de refuerzo de fibra de carbono en su formulación, Victrex PEEK 450 CA30 alcanza la mayor resistencia mecánica y rigidez disponible entre los grados de PEEK. El PEEK 450 CA30 es impermeable a los ciclos repetidos de autoclave y resiste una amplia gama de productos químicos. También cumple con la FDA para aplicaciones en contacto directo con alimentos y cumple con los estrictos requisitos de inflamabilidad y baja emisión de humos de la industria aeroespacial, incluida la norma UL 94 V-0.

Victrex PEEK 450 FE20

20% PTFE – grado mejorado

Su contenido de 20% de polvo de PTFE uniformemente disperso da a Victrex PEEK 450 FE20 unas propiedades excepcionales de rodamiento y desgaste. Tiene un coeficiente de fricción un 50% menor y un índice de desgaste un 25% menor que el PEEK sin relleno, factores clave para su uso en bujes y rotores de servicio intermitente. El grado 450 FE 20 cumple con la FDA, y su composición permite el sellado a presiones más bajas que los grados sin relleno y reforzados.

Victrex PEEK 450 FC30

Grado de rodamiento 10-10-10

Formulado con 10% de grafito, 10% de fibra de carbono y 10% de polvo de PTFE, el Victrex PEEK 450FC30 tiene el menor desgaste y el mayor PV entre los polímeros de policetona. Especificado para casquillos y cojinetes que van desde dispositivos médicos reutilizables hasta piezas de helicópteros, el avanzado termoplástico no se ve afectado por la esterilización repetida en autoclave. Cumple con la FDA para los componentes que entran en contacto directo con los alimentos, y también con los requisitos de la industria aeroespacial en cuanto a inflamabilidad y generación de humos.

Victrex PEK G-45

Grado de alta temperatura basado en PEK

El Victrex HT es un polímero de polieteretercetona (PEK) que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) más alta y una mayor resistencia a la fluencia que el PEEK tradicional. También presenta una mayor resistencia a la tracción y un mayor módulo de flexión y conserva su resistencia a temperaturas más elevadas de 30°C (54°F). Aunque carece de la mayor resistencia química y de las propiedades de fatiga de un verdadero PEEK, el PEK HT de Victrex puede ser una opción para muchas aplicaciones de fondo de pozo a altas temperaturas.

KetaSpire PEEK

Aunque ambas cumplen la misma norma Mil-P46183, las resinas PEEK de la serie KT-820 de Solvay tienen un peso molecular (MW) mayor que la serie Victrex 450. Un mayor MW suele equivaler a una mayor tenacidad y a la correspondiente reducción del módulo. En el proceso de fusión, el mayor MW de las resinas KT-820 también permite a Drake producir secciones transversales más gruesas. Como opciones a la serie KT-820, Victrex ofrece resinas de mayor MW con sus grados 650, y Solvay ofrece una resina de MW aún mayor. Drake ofrece estas dos opciones de mayor potencia por encargo.

KetaSpire KT 820NT PEEK

Grado PEEK sin relleno

Este grado sin relleno tiene el equilibrio inherente del PEEK en cuanto a resistencia química, al desgaste y a la temperatura. Mientras que los grados reforzados con fibra y con cojinetes se modifican para su uso en componentes de mayor fuerza y resistentes al desgaste, el PEEK sin relleno también rinde en estas áreas dependiendo de los requisitos de la aplicación. KetaSpire KT820NT está certificada por NORSOK M-710 para el servicio de gas amargo y vapor en el fondo del pozo y cumple con los requisitos de inflamabilidad y generación de humo de la industria aeroespacial.

KetaSpire KT 820GF30 PEEK

30% de fibra de vidrio reforzada

Con un 30% de refuerzo de fibra de vidrio, el PEEK KT 820GF30 proporciona un aumento significativo de la resistencia y la rigidez con respecto a los grados de PEEK no reforzados. El contenido de fibra de vidrio también aumenta el rendimiento estructural en aplicaciones en las que las temperaturas de servicio pueden superar con creces la Tg del PEEK de 150C/ 302F con un diseño y una contención adecuados. El PEEK KT820GF30 tiene la certificación NORSOK M-710 para el servicio de gas ácido y vapor y cumple los requisitos de inflamabilidad y generación de humo para los aviones.

KetaSpire KT 820CF30 PEEK

30% de fibra de carbono reforzada

El 30% de refuerzo de fibra de carbono en KetaSpire KT 820CF30 da como resultado los niveles más altos de resistencia y rigidez disponibles entre los grados de PEEK. Este avanzado termoplástico resiste las repetidas esterilizaciones en autoclave en dispositivos médicos reutilizables, y su resistencia química ha dado lugar a aplicaciones en el procesamiento húmedo de semiconductores. El KT820CF30 cuenta con la certificación NORSOK M-710 para el servicio de gas amargo y vapor en el fondo del pozo y cumple con los requisitos de inflamabilidad y baja generación de humos de la industria aeroespacial.

KetaSpire PEEK XT

Grado PEEK de alta temperatura

El KetaSpire PEEK XT de alta temperatura combina los atributos de rendimiento inherentes al PEEK con una temperatura de transición vítrea (Tg) más alta de 36°F (20°C). Su Tg también supera a la del PEK Victrex HT en 18°F (10°C). Debido a que tiene la misma relación éter-cetona de un verdadero polímero PEEK, KetaSpire XT de alta temperatura tiene la misma resistencia química y a la fatiga superior que ofrece el PEEK sobre el PEK, el PAEK y otras policetonas.

Grados industriales de PEEK

Drake ofrece formas de stock de PEEK de grado industrial para aplicaciones que no requieren certificaciones según Mil-P 46183 y otras especificaciones. Con un precio inferior al de nuestros grados de calidad superior, los productos de PEEK de grado industrial de Drake están posicionados para competir con otras formas comerciales de PEEK moldeadas por inyección, extrusión o compresión. Todas las formas de PEEK de grado industrial de Drake se suministran con una certificación de Drake que confirma la composición de la resina y el rango de gravedad específica, pero no se proporcionan las certificaciones de los fabricantes de resina. Ejemplo de certificación

Para las aplicaciones que requieren las certificaciones Mil-P 46183, ASTM D6262 y otras, las formas en stock de Drake hechas de resinas KetaSpire y Victrex PEEK están disponibles en una amplia gama de grados y tamaños populares. Ejemplos de certificaciones para estos productos:

Certificado de producto Victrex

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Certificado de producto Solvay KetaSpire

PEEK sin relleno de calidad industrial

El PEEK de grado industrial no reforzado de Drake tiene propiedades físicas y resistencia química comparables a las del PEEK no reforzado disponible en el mercado. Es fácilmente mecanizable y resiste la exposición prolongada al vapor y al agua caliente.

Grado de rodamiento industrial (BG) PEEK

El grado industrial de Drake de PEEK mejorado para el rodamiento y el desgaste tiene un mayor PV y un menor índice de desgaste que el PEEK sin relleno. Su fuerza, temperatura y resistencia química son comparables a las del PEEK sin relleno. También es fácil de mecanizar en piezas de precisión. Este grado industrial contiene un 10% de cada uno de los grafitos, fibras de carbono y PTFE, similar a las formas de Ketron HPV y a las resinas de grado de rodamiento y desgaste Victrex 450FC30 y KetaSpire KT-820 SL30.

Grado industrial GF30 PEEK

Con un 30% de refuerzo de fibra de vidrio, el grado industrial GF30 de Drake tiene una mayor resistencia mecánica que el PEEK sin relleno y con grado de rodamiento. Al combinar la alta resistencia y la resistencia química inherente al PEEK y al vidrio, las formas de PEEK Drake de grado industrial GF30 se utilizan a menudo para aisladores mecanizados y aplicaciones de petróleo y gas que requieren resistencia química y fuerza a altas temperaturas.

Grado industrial CF30 PEEK

Un contenido de 30% de fibra de carbono le da a esta formulación el nivel más alto de resistencia mecánica entre las formas de stock de PEEK de grado industrial de Drake. Tiene la resistencia al desgaste y a las altas temperaturas del PEEK, y soporta la exposición prolongada al vapor, al agua caliente y a una amplia gama de productos químicos. También se comporta bien como material de rodamiento cuando funciona contra superficies de contacto duras. Se pueden fabricar piezas mecanizadas de precisión a partir de las formas disponibles en este grado.

Más información sobre el porqué de Peek

  1. Excelentes propiedades térmicas – El PEEK sin relleno ofrece una gran fuerza y una excelente resistencia a las altas temperaturas, y no se funde hasta alcanzar unos 650 grados Fahrenheit. Es útil a temperaturas de hasta casi 500 grados Fahrenheit a largo plazo y mucho más altas a corto plazo, lo que está muy por encima de lo que la mayoría de los polímeros son capaces de hacer. La temperatura de transición vítrea o de reblandecimiento del PEEK es cercana a los 300 grados Fahrenheit. Esta característica inherente puede compensarse mediante refuerzos y modificaciones químicas.
  2. Formidable resistencia química – El PEEK sin relleno ofrece una amplia resistencia química que se aproxima a la del PTFE, pero con una fuerza mucho mayor, por lo que es la opción favorita de las empresas de procesamiento químico y de petróleo y gas. Algunos de los productos químicos que puede soportar son la mayoría de los ácidos (las únicas excepciones son el fluorhídrico y el bromhídrico), la acetona, todos los alcoholes, el amoníaco, el benceno, el cloro, el óxido de etileno, el formaldehído, la gasolina y la mayoría de los combustibles, la glicerina, el peróxido de hidrógeno, el sulfuro de hidrógeno, el metano, el MEK, el cloruro de metileno, el ozono, el pentano, el carbonato de sodio, el hidróxido de sodio y el tolueno. Y eso es sólo una parte de las sustancias a las que el PEEK es resistente. Esta amplia resistencia es una de las principales razones por las que el PEEK es tan omnipresente, ya que puede adaptarse a casi cualquier aplicación.
  3. Resistencia superior al desgaste – Pocos polímeros pueden igualar al PEEK en términos de resistencia al desgaste bien definida. Por supuesto, «desgaste» es un término general, y requiere más explicaciones.
    El desgaste por abrasión se refiere a la acción de corte causada por las irregularidades de la contracara. El desgaste por fatiga se refiere a la deformación del material resultante de la presión y la tensión repetidas. La fricción es la fuerza que se opone al movimiento y, aunque no es un «desgaste», no deja de ser un problema. Las propiedades del PEEK proporcionan resistencia al desgaste por abrasión y fatiga, y es un material de baja fricción por naturaleza. El PEEK aleado con grafito PTFE y fibra de carbono proporciona bajos índices de desgaste en condiciones de alta presión-velocidad incluso en entornos abrasivos. El PEEK sin relleno proporciona una resistencia superior a la fatiga y también una buena resistencia al desgaste, siempre que la tensión y la velocidad máximas sean bajas. El veinte por ciento (20%) de PEEK con relleno de PTFE (FE20) ofrece un menor coeficiente de fricción y mejores índices de desgaste que el PEEK sin relleno
  4. Gran procesabilidad: la facilidad de procesamiento del PEEK ha contribuido a su amplia aceptación en aplicaciones comerciales de gran volumen. Los componentes de PEEK se moldean por inyección en utillajes de gran volumen equipados con sistemas de canal caliente, se mecanizan a partir de formas de stock extruidas y moldeadas por inyección e incluso se estampan y mecanizan a partir de stock de tiras finas o películas. El mecanizado de termoplásticos de alto rendimiento puede ser un reto porque la disponibilidad de la forma necesaria es a menudo limitada, lo que significa que el coste de fabricación aumenta debido a las virutas de mecanizado innecesarias y al tiempo para crearlas. El elevado peso molecular y la estabilidad de la fusión del PEEK permiten su extrusión en secciones transversales de gran tamaño, como varillas de más de 200 mm, placas de hasta 4″ y tubos con paredes de 2″ de grosor. Hay más de 50 tamaños diferentes de varillas y placas de PEEK en stock y listos para su envío inmediato. Además, el PEEK es uno de los pocos termoplásticos de alto rendimiento que puede tolerar el tipo de mecanizado extensivo necesario para producir componentes con geometrías complejas, una de las razones por las que se encuentra en tantas aplicaciones diversas.
  5. Biocompatibilidad – La industria médica siempre está buscando materiales que puedan ser utilizados en el cuerpo humano. Muchos polímeros son rechazados por el sistema inmunitario del organismo, lo que provoca complicaciones graves, incluso mortales. E incluso cuando el material es aceptado, puede desgastarse debido al desgaste abrasivo y a la intensa fricción, provocando que trozos del material se astillen e interfieran con la función biológica. La alta resistencia y el módulo del PEEK, que se aproxima al hueso humano, ya se han utilizado en muchos procedimientos, como los implantes de columna vertebral y la reconstrucción del cráneo. El PEEK es inerte y biocompatible y se considera un candidato principal para las superficies y piezas que entran en contacto directo con los biofluidos, ya sea durante los análisis químicos o los procedimientos quirúrgicos.

Mecanizado o moldeo por inyección… Usted elige cómo hacerlo

Dado que el PEEK puede ser moldeado por inyección o mecanizado en componentes, merece la pena mencionar algunos aspectos de ambos procesos. Para ser claros, ninguno de los dos procesos es claramente superior en todos los casos. La selección del proceso es algo que los ingenieros del proyecto tendrán que estudiar detenidamente, y algo que debería discutirse con los proveedores de componentes.

Durante el moldeo por inyección, el PEEK se moldea por inyección en una cavidad personalizada que forma parte de una compleja herramienta que suele costar más de 10.000 dólares. Esta es la vía más eficaz y rápida para fabricar piezas, siempre que la inversión en utillaje esté justificada. El mecanizado, por el contrario, utiliza formas de stock y talleres de mecanizado que reflejan la ruta de producción de la mayoría de las piezas metálicas. Una barra de PEEK se puede mecanizar en casquillos o cojinetes a menudo en pocos días por cientos de dólares, lo que significa que la velocidad y la flexibilidad son inigualables. Las propiedades de las formas extruidas ofrecen la mayor rigidez y la mayor tenacidad y, en general, el rendimiento más fiable.

El mecanizado de PEEK es la opción preferida en la mayoría de las aplicaciones de alta precisión. Esto incluye cuando las series de producción implican volúmenes más bajos (especialmente las series de menos de 5.000 piezas), cuando hay que producir componentes más grandes y cuando la tenacidad y la resistencia al impacto son prioridades importantes. En resumen, el mecanizado funciona mejor cuando los componentes deben ofrecer excelentes propiedades mecánicas y de desgaste.

Una vez más, no hay un claro ganador entre los dos procesos, pero hay situaciones en las que uno ofrece una gran ventaja. El moldeo por inyección de PEEK es la mejor opción cuando se producen piezas complejas (normalmente más de 10.000 en una sola tirada), ya que el moldeo por inyección elimina el tiempo de mecanizado y los residuos, lo que se traduce en los menores costes unitarios posibles. El moldeo por inyección es también la opción adecuada cuando el mecanizado presenta retos geométricos difíciles de superar.

¿Dónde se utiliza el PEEK?

El PEEK sin relleno domina el volumen de PEEK consumido en todo el mundo. Su durabilidad, disponibilidad y procesabilidad hacen que el PEEK sea el material preferido cuando la alta resistencia y la inercia, especialmente a temperaturas elevadas, son necesarias en muchas industrias. Cada vez se inventan nuevos usos para el polímero. Algunos de los usos destacados del polímero son:

  1. Semiconductores y electrónica : la capacidad del PEEK de mantener su resistencia a altas temperaturas, su pureza y su capacidad de soportar productos químicos agresivos lo convierten en un producto natural para la fabricación de semiconductores y electrónica. El PEEK puede mecanizarse en herramientas de manipulación de obleas y hardware, lo que resulta especialmente útil durante el lavado químico. El PEEK sin relleno también es crítico durante la producción de chips, especialmente durante la planarización química mecánica y el grabado. Una de las aplicaciones de mayor volumen de la película PEEK es la de los teléfonos móviles
  2. Petróleo y gas – En la industria del petróleo y el gas, el PEEK sin relleno y el PEEK con relleno de vidrio se suelen procesar en juntas y conectores eléctricos, donde sirven como aislantes y aislados, así como refuerzos para materiales de juntas más blandos. El PEEK es una buena opción para las aplicaciones de petróleo y gas, ya que es muy resistente al vapor y a los tipos de productos químicos que se encuentran en los entornos agresivos del fondo del pozo. Los asientos de válvula y las juntas de PEEK ayudan a gestionar el flujo de gases y líquidos petroquímicos sin riesgo de degradación química
  3. Aeroespacial – El PEEK se utiliza tanto en aviones comerciales como militares, y en ambos casos sólo se utilizan materiales fiables y duraderos. En la industria aeroespacial, la baja generación de humos y la excelente resistencia térmica del PEEK resultan valiosas, ya que el PEEK sin relleno es tan resistente al calor y al fuego que se autoextingue. Estas propiedades lo hacen idóneo para la electrónica aeroespacial, que suele estar sometida a grandes esfuerzos, y para los aislantes térmicos, que deben soportar tanto el calor como el frío. Los grados de PEEK reforzados con fibra de carbono, como 450CA30 y KT820CF30, proporcionan la máxima resistencia y rigidez sin la alta densidad de los grados de PEEK reforzados con vidrio.
  4. Medicina – La biocompatibilidad del PEEK sin relleno ya ha sido tratada, y es esta propiedad la que hace que el PEEK sin relleno actúe como implante, incluyendo los implantes espinales y dentales. Incluso el PEEK reforzado con fibra de carbono permanece inerte y estable durante largos periodos de tiempo, hasta el punto de que los implantes sobreviven a los pacientes. La inercia y la estabilidad del PEEK hacen que pueda soportar repetidos autoclaves, lo que le permite funcionar en instrumentos médicos reutilizables. También es valiosa la radiolucencia del PEEK. En otras palabras, el PEEK permanece invisible a las imágenes de radio, que incluyen la tomografía computarizada y la resonancia magnética, así como las imágenes de rayos X. Esta radiotransparencia es especialmente importante para estudiar los procesos de crecimiento de los tejidos, ya que el implante no oculta los tejidos circundantes.
  5. Alimentos y envases – El PEEK sin relleno se presenta en variedades de grado alimentario, por lo que puede integrarse en aparatos y superficies que entran en contacto con los alimentos. Las aplicaciones estándar incluyen boquillas de llenado, paletas de mezcla, cojinetes, casquillos y componentes de válvulas, especialmente los que intervienen en el procesamiento de cítricos y en las máquinas de llenado en caliente. Los cuerpos de las válvulas han pasado del acetal al PEEK sin relleno a medida que las temperaturas del proceso han aumentado. Además, el PEEK sin relleno es impermeable a todas las soluciones de limpieza in situ (CIP).

Lo anterior no es más que un rasguño en la superficie de las aplicaciones de PEEK. A medida que las empresas alcanzan una mayor rentabilidad «en uso», a menudo recurren al PEEK para conseguirlo. El PEEK es el polímero de alto rendimiento más disponible y versátil del mercado actual.

¿Qué tipos de PEEK existen?

El PEEK sin relleno ofrece una inercia química inigualable, conformidad con la FDA y una resistencia de hasta 300°F. Su superior maquinabilidad y limpieza lo hacen ideal entre todos los polímeros basados en cetonas para piezas mecanizadas complejas con tolerancias estrictas o piezas moldeadas por inyección como engranajes, casquillos y piezas de ciencias de la vida y médicas. Ver más en KT820NT Visión de conjunto

El PEEK reforzado con fibra de carbono ofrece la mayor resistencia y rigidez entre los grados de PEEK. Es un 7% más ligero que las calidades reforzadas con vidrio a pesar de contener más refuerzo por unidad de volumen. Es una opción excelente para piezas mecanizadas o moldeadas con alta carga. Consulte más información en los resúmenes completos de 450CA30 o KT820CF30.

El PEEK reforzado con fibra de vidrio ofrece mayor resistencia y rigidez que los grados de PEEK sin relleno, pero con excelentes características de aislamiento eléctrico y térmico. Es una excelente opción para piezas mecanizadas o moldeadas de alta carga, incluyendo juntas de respaldo y cuerpos de conectores eléctricos. Ver más en KT820GF30 Visión de conjunto

El PEEK de grado de rodamiento ofrece los índices de desgaste más bajos entre los grados de PEEK para aplicaciones de desgaste exigentes. Los grados más comunes contienen una combinación de grafito, PTFE y fibra de carbono, siendo la proporción más común la mezcla 10-10-10. Esta combinación favorece una baja fricción y una mayor conductividad, lo que permite obtener mayores PV y menores índices de desgaste. Vea las descripciones completas de 450FC30 o KT820SL30 o 450FE20 Filled Peek

El PEEK de alta temperatura o PEK tiene una química ligeramente diferente y se basa en la cetona de poliéter PEK en lugar de PEEK. El PEK y el PEKEKK ofrecen temperaturas de reblandecimiento más elevadas que los productos químicos tradicionales del PEEK. La mejora permite que los materiales basados en PEK, como el HT, conserven la resistencia y la rigidez a temperaturas 50°F más altas, lo que amplía el potencial del PEEK en los conectores eléctricos de fondo de pozo. Vea la descripción completa de PEEK HT


Victrex PEEK 450G
(Grado PEEK sin relleno) – Más de 40 años de historia de aplicaciones probadas están detrás del reconocimiento y aceptación mundial de Victrex PEEK 450G. Este grado sin relleno tiene el perfil de propiedades inherente que caracteriza a todas las formulaciones de PEEK. Los componentes mecanizados a partir de las formas de stock Victrex 450G PEEK de Drake se utilizan en las industrias del petróleo y el gas, la industria aeroespacial, la fabricación de semiconductores y muchas otras industrias de alta tecnología y servicios severos.

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