一、原料准备
（一）PEEK 树脂选择
PEEK（聚醚醚酮）树脂作为基础原料，其特性对最终产品性能有重要影响。根据不同的应用需求，需选择合适型号的 PEEK 树脂。一般来说，PEEK 树脂有不同的分子量和粘度规格，高粘度树脂适合模压成型，低粘度树脂则更适合注塑成型 。同时，要关注树脂的纯度，避免杂质影响产品质量。例如，用于航空航天领域的高性能部件，对树脂的纯度和稳定性要求极高，需选择经过严格提纯和质量检测的 PEEK 树脂。
（二）矿物填料选择
常用的矿物填料有碳酸钙、滑石粉、云母粉、玻璃纤维等。不同矿物填料对 PEEK 性能的提升方向不同。碳酸钙价格低廉，能降低成本并提高制品的硬度和尺寸稳定性；滑石粉可增强制品的刚性和耐热性；云母粉能显著提高材料的绝缘性能和耐化学腐蚀性；玻璃纤维则能大幅提升材料的力学性能，如拉伸强度和弯曲强度。以汽车发动机部件为例，为了提高部件的耐热性和刚性，常选用滑石粉或云母粉作为矿物填料；而在机械结构件中，为增强力学性能，玻璃纤维填充更为合适。选择矿物填料时，还需考虑其粒度，粒度越小，在树脂中的分散性越好，但成本也相对较高，一般粒度控制在 1 - 10 微米较为合适。
二、混合
混合是将 PEEK 树脂与矿物填料充分均匀混合的关键步骤，常见的混合方法有以下几种：
（一）高速混合机混合
将 PEEK 树脂和矿物填料按一定比例加入高速混合机中，设定合适的转速和混合时间。一般先以较低转速（约 300 - 500 转 / 分钟）将物料初步混合，使填料在树脂中初步分散，时间约为 5 - 10 分钟。然后提高转速（约 1000 - 2000 转 / 分钟）进行高速混合，进一步促进填料的分散，混合时间约为 10 - 20 分钟。在混合过程中，可以加入适量的分散剂，如硬脂酸、钛酸酯偶联剂等，以改善填料与树脂之间的相容性和分散性。例如，加入钛酸酯偶联剂后，能在矿物填料表面形成一层有机分子膜，增强填料与 PEEK 树脂的结合力，提高材料的综合性能。
（二）双螺杆挤出机混合
将 PEEK 树脂和矿物填料从双螺杆挤出机的料斗加入，利用双螺杆的旋转和剪切作用，使物料在机筒内进行充分的混合和塑化。双螺杆挤出机具有较好的混合效果和输送能力，能够实现连续化生产。挤出机的温度设置需根据 PEEK 树脂的熔点和热稳定性进行调整，一般机筒各段温度从加料口到机头逐渐升高，加料口温度控制在 200 - 250℃，以保证物料顺利进入螺杆；压缩段温度在 340 - 360℃，使树脂充分熔融；计量段温度在 380 - 400℃，确保物料均匀塑化并具有良好的流动性。螺杆转速一般控制在 100 - 300 转 / 分钟，混合时间约为 5 - 15 分钟。经过双螺杆挤出机混合后，将物料挤出造粒，得到矿物填充 PEEK 粒料，以便后续成型加工。
三、成型
（一）注塑成型
注塑成型是矿物填充 PEEK 常用的成型方法之一。将造粒后的矿物填充 PEEK 粒料加入注塑机料筒，通过加热使物料熔融，在螺杆的推动下注入模具型腔，经冷却固化后得到制品。注塑机的温度控制至关重要，料筒温度一般分为三段设置：前段温度在 360 - 380℃，中段温度在 380 - 400℃，后段温度在 340 - 360℃，确保物料充分熔融且不发生分解。模具温度一般控制在 150 - 200℃，较高的模具温度有助于提高制品的结晶度和表面质量，但也会延长成型周期。注塑压力根据制品的形状和尺寸而定，一般在 80 - 150MPa 之间，保压压力为注塑压力的 60% - 80%，保压时间为 5 - 15 秒，以保证制品的密实度和尺寸精度。冷却时间根据制品厚度确定，一般为 10 - 30 秒，冷却过程要均匀，避免制品产生内应力和变形。
（二）模压成型
模压成型适用于制备大型或形状简单的矿物填充 PEEK 制品。先将混合好的物料放入预热的模具中，模具温度一般控制在 360 - 400℃，使物料熔融。然后施加一定的压力，压力大小根据制品的要求而定，一般在 10 - 50MPa 之间，保压时间为 10 - 30 分钟，使物料在模具内充分流动并填充型腔，形成所需形状的制品。保压结束后，逐渐降低模具温度，在一定压力下冷却定型，冷却速度不宜过快，以免制品产生裂纹或变形，一般冷却至 80 - 100℃后脱模。
（三）挤出成型
挤出成型常用于生产管材、板材、棒材等连续型材。将矿物填充 PEEK 粒料加入挤出机料斗，在螺杆的推动下，物料在机筒内加热熔融并挤出模具。挤出机的温度设置与双螺杆挤出机混合时类似，机筒温度从加料口到机头逐渐升高，一般加料口温度在 200 - 250℃，压缩段温度在 340 - 360℃，计量段温度在 380 - 400℃。模具温度根据制品的要求进行调整，一般在 180 - 220℃。通过牵引装置将挤出的型材匀速拉出，经过冷却水槽冷却定型，冷却水温控制在 15 - 25℃，最后根据所需长度进行切割。
四、后处理
（一）热处理
为了消除成型过程中产生的内应力，提高制品的结晶度和尺寸稳定性，需要对成型后的矿物填充 PEEK 制品进行热处理。将制品放入高温炉中，升温速度不宜过快，一般控制在 5 - 10℃/ 分钟。根据制品的使用要求和性能特点，选择合适的热处理温度，一般在 200 - 300℃之间，保温时间为 2 - 4 小时。保温结束后，缓慢降温，降温速度控制在 5 - 10℃/ 分钟，降至室温后取出制品。例如，对于在高温环境下使用的密封件，通过适当的热处理可以提高其耐热性和密封性能。
（二）表面处理
根据制品的应用需求，有时需要对矿物填充 PEEK 制品进行表面处理，以改善其表面性能。常见的表面处理方法有等离子体处理、化学涂层处理等。等离子体处理可以提高制品表面的活性，增强表面的亲水性和粘结性，有利于后续的涂装或粘接；化学涂层处理则可以在制品表面形成一层特殊的涂层，如耐磨涂层、防腐涂层等，提高制品的耐磨性和耐腐蚀性。例如，在医疗器械领域，对 PEEK 制品进行表面涂层处理，可使其具有更好的生物相容性和抗菌性能。
以上详细阐述了矿物填充 PEEK 的加工工艺。若你对某个环节还想深入了解，或是有特定应用场景下的工艺需求，欢迎随时告诉伟才塑胶。
