Propiedades de tracción del PEEK

El poliéter éter cetona (PEEK) es uno de los termoplásticos de alto rendimiento más fuertes y confiables, ampliamente utilizado en las industrias aeroespacial, médica, automotriz, de semiconductores y energía. La resistencia a la tracción es una propiedad clave que los ingenieros consideran al seleccionar PEEK para piezas sometidas a carga o altas temperaturas.

El PEEK sin relleno suele ofrecer una resistencia a la tracción de 90–105 MPa. Las versiones reforzadas, como 30% fibra de carbono (CF30) y 30% fibra de vidrio (GF30), presentan comportamientos distintos. Comprender cómo la temperatura, el entorno químico y los refuerzos afectan esta propiedad es esencial para diseñar componentes duraderos.

Cómo la temperatura afecta la resistencia a la tracción del PEEK

El PEEK mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas donde muchos plásticos se degradan. Sin embargo, la resistencia disminuye al acercarse a la temperatura de transición vítrea (~143°C).

Principales efectos:

• Temperatura ambiente: máximo rendimiento del PEEK sin relleno.

• 100–150°C: reducción notable de resistencia.

• Por encima del Tg: disminución más rápida.

• Cercano a 340°C: pérdida total de resistencia estructural.

Para servicio continuo por encima de 120°C se recomiendan grados reforzados.

Influencia del entorno

1. Exposición química

El PEEK es altamente resistente a combustibles, aceites, solventes y la mayoría de los ácidos. Sustancias fuertes a altas temperaturas pueden afectar sus propiedades mecánicas.

2. Humedad

El PEEK absorbe muy poca agua, por lo que la humedad tiene un impacto mínimo.

3. Radiación y esterilización

Los métodos de esterilización pueden afectar las propiedades con el tiempo. Los grados CF30 presentan mejor estabilidad.

PEEK CF30 vs GF30: diferencias clave

PEEK CF30 (30% fibra de carbono)

• Mayor resistencia a la tracción (>120 MPa).

• Mucho mayor módulo elástico.

• Excelente estabilidad térmica.

• Menor elongación y mayor anisotropía.

• Ideal para piezas estructurales y de alta carga.

PEEK GF30 (30% fibra de vidrio)

• Mejora respecto al PEEK sin relleno, pero inferior a CF30.

• Mayor rigidez y estabilidad dimensional.

• Mejor relación costo/rendimiento.

• Recomendada para carcasas, soportes e aislantes.

Influencia del procesamiento

• Cristalinidad: aumenta la resistencia y la rigidez.

• Enfriamiento: el enfriamiento lento mejora las propiedades.

• Recocido: elimina tensiones internas.

• Orientación de fibras: resistencia máxima a lo largo de las fibras.

• Método de fabricación: moldeo, extrusión o mecanizado producen variaciones.

Comportamiento a largo plazo: fluencia y fatiga

El PEEK presenta excelente resistencia a la fluencia, especialmente CF30.
La fluencia aumenta con la temperatura, y CF30 ofrece un mejor rendimiento.

Conclusión

El PEEK destaca por su excelente resistencia a la tracción. Su comportamiento depende de la temperatura, el entorno y el refuerzo. CF30 ofrece máxima resistencia y rigidez, mientras que GF30 proporciona un equilibrio ideal entre costo y rendimiento. Con la selección correcta del grado y el procesamiento adecuado, PEEK garantiza fiabilidad a largo plazo.