PEEK 与 PTFE 耐化学性能对比
PEEK 与 PTFE Chemical Resistance
PEEK 对于电化学实验中大量常用电解液均具备良好溶剂相容性。但仍有部分溶剂可直接溶解 PEEK,还有一部分会造成 PEEK 变色或形变(详见下表)。
而 PTFE 基本呈化学惰性,仅会与碱金属发生反应,可被全氟煤油、全氟油溶解。因此,如果电解液选用下表所列溶剂,建议采购PTFE 壳体的工作电极。
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会腐蚀溶解 PEEK
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可造成 PEEK 变色或形变
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王水 — 硝酸 + 盐酸(HNO₃+HCl)
苯磺酸 — C₆H₅SO₃H(水溶液)
溴 — Br₂
石炭酸(苯酚)— C₆H₅OH
二硫化碳 — CS₂
氯气(水溶液及无水液态)— Cl₂
铬酸 — 质量分数>50% H₂CrO₄水溶液
二溴乙烷 — C₂H₄Br₂
二溴乙烷(无水)— 纯 CH₂CHBr₂
发烟硫酸(焦硫酸)— 纯 H₂S₂O₇
氢溴酸 — HBr 水溶液
氢氟酸 — 浓 HF 水溶液
硝酸 — 质量分数>50% HNO₃水溶液
硫酸 — 质量分数>75% 浓 H₂SO₄
亚硫酸 — H₂SO₃水溶液
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硼酸 — H₃BO₃水溶液
硫酸 — 20‑30% H₂SO₄水溶液
氯乙醇 — 纯 ClCH₂CH₂OH
铬酸 — 30‑50% H₂CrO₄水溶液
二氯甲烷 — 纯 CH₂Cl₂
二甲基亚砜 (DMSO) — 纯 (CH₃)₂SO
甲醛溶液(福尔马林)— CH₂O 水溶液
甲酸 — 纯 HCOOH
盐酸 — 36% HCl 水溶液
碘‑碘化钾溶液 — I₂+KI 水溶液
硝酸 — 40% HNO₃水溶液
硝基苯 — 纯 C₆H₅NO₂
硝基甲苯(邻、间、对位)— 纯 C₆H₄(NO₂)(CH₃)
苯酚(稀释水溶液)—C₆H₅OH
铬酸钠 — Na₂CrO₄水溶液
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PEEK 与 PTFE 机械稳定性对比
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性能参数
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PEEK
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PTFE
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性能更优材料
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拉伸强度 / MPa
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90‑100
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25‑35
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PEEK
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断裂伸长率 / %
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30‑40
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350‑400
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PEEK
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抗压强度 / MPa
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140
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30‑40
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PEEK
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邵氏 D 硬度
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85
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55
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PEEK
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弯曲模量 / MPa
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3900
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495
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PEEK
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摩擦系数
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0.35‑0.45
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0.03‑0.05
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PTFE
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从机械性能数据可以看出 PEEK 和 PTFE 存在显著差异。PEEK 强度极高、抗形变能力优异,适合电极会承受外力、反复机械拆装循环的实验场景。
但高强度也带来一个弊端:常规氧化铝抛光粉几乎无法打磨 PEEK 外壳。长期抛光使用后,电极活性工作面会被磨耗,造成电极端面与 PEEK 壳体不再齐平,该问题可使用机械抛光机加以避免。
PTFE 摩擦系数很低,当实验中需要频繁移动、调节电极时,能够降低磨损损耗,有利于延长整套电化学电解池的使用寿命,尤其适合需要频繁拆装的实验体系。
PEEK 与 PTFE 热稳定性对比
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性能参数
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PEEK
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PTFE
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线膨胀系数 / K⁻¹
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5 × 10⁻⁵
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14 × 10⁻⁵
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PEEK 线膨胀系数更低;在 80‑100 ℃以内,其膨胀系数随温度呈接近线性变化。在高温电化学实验中,该热稳定特性十分关键。
PTFE 不适合高温热循环工况。虽然 PTFE 熔点较高(327 ℃),25 ℃下线膨胀系数较低;但温度高于 25 ℃后,热膨胀系数呈非线性急剧增大。高温实验条件下,PTFE 壳体可能发生凸起,高出电极工作面;电解液也有可能渗入电极芯与 PTFE 壳体的缝隙之间。
PEEK 与 PTFE 电绝缘性能对比
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性能参数
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PEEK
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PTFE
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介电强度 kV/mm
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50
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50‑150
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体积电阻率 Ω・m
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10¹³‑10¹⁴
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10¹⁶‑10¹⁸
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产品选型提示:
1. 强腐蚀、强有机溶剂体系优先选PTFE 壳体电极;
2. 高温、频繁拆装、机械受力大的工况优先选用PEEK 壳体电极;
3.PEEK 电极建议配套机械抛光,防止电极端面凹陷。