Kas yra PEEK?

Polieterketonas (sutrumpintai PEEK) yra speciali polimerinė medžiaga, sudaryta iš pasikartojančių vienetų, turinčių dvi eterio jungtis ir vieną ketono jungtį pagrindinėje grandinės struktūroje. Tai polieterketonų medžiagų serija. Ji pasižymi pusiau mazgine kristaline būsena, atsparumu aukštai temperatūrai, cheminei korozijai ir kitomis savybėmis.

PEEK savybės

Polietileno eterio ketonas (PEEK) šiuo metu yra vienintelė poliarileterio ketono (PAEK) medžiaga, kurią galima gaminti masiškai. PEEK, kaip specialus inžinerinis plastikas, pasižymi puikiomis visapusiškomis savybėmis.
Tipinės PEEK savybės:
(1) Apdorojamumas: PEEK derva pasižymi takumu aukštoje temperatūroje ir aukšta terminio skilimo temperatūra. Ją galima apdoroti liejant įpurškimu, ekstruziniu liejimu, liejimu, pūtimu, lydymo verpimu, rotaciniu liejimu ir miltelių purškimu ir kt.

(2) Atsparumas spinduliuotei: dėl didelio atsparumo spinduliuotei mechaninės savybės vis tiek išlieka pilnesnės esant didelėms γ spindulių dozėms. Tai leidžia naudoti polistireną kaip radiacijai atsparią dalį branduolinėje įrangoje, palyginti su kitais polistireniniais dervomis, kurie yra atsparesni spinduliuotei.

(3) Atsparumas ugniai: PEEK savaime gesina liepsną net ir be jokių atsparumo ugniai medžiagų, atitinkančių UL 94V-0 standartą.

(4) Atsparumas šliaužimui: veikiant nuolatiniam įtempimui, medžiaga per tam tikrą laiką deformuojasi ir pradeda šliaužti. PEEK yra geriausia termoplastinės dervos medžiaga, atspari šliaužimui.

(5) Tvirtumas ir standumas: didelis tempiamasis stipris, didelis įtempių įtrūkimų stiprumas, ypač atsparumas kintamajam įtempiui ir nuovargiui, yra labai išskirtinis, palyginamas su legiruotomis medžiagomis.

(6) Savisriegis (atsparumas dilimui): PEEK pasižymi puikiomis slydimo savybėmis, tinkančiomis griežtiems mažo trinties koeficiento ir atsparumo dilimui reikalavimams; Visų pirma, anglies pluoštu, grafitu ir PTFE modifikuotas PEEK pasižymi puikiu atsparumu dilimui.

(7) Atsparumas aukštai temperatūrai: PEEK pasižymi aukšta stiklėjimo temperatūra (Tg = 143 ℃) ir lydymosi temperatūra (Tm = 334 ℃), terminio deformavimo temperatūra apkrovos metu siekia 316 ℃, ilgalaikė eksploatavimo temperatūra yra 260 ℃, momentinė eksploatavimo temperatūra gali siekti 300 ℃, o esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui ilgą laiką neprarandant jokių fizinių savybių.

(8) Atsparumas hidrolizei: PEEK produktai gali veikti tūkstančius valandų be akivaizdaus našumo pablogėjimo, kai temperatūra siekia 260 ℃, arba panardinant į aukštą slėgį vandenyje; PEEK yra geriausiai atsparus hidrolizei ir garams iš visų inžinerinių plastikų.

(9) Netoksiškas: gali būti naudojamas maisto higienos, medicinos įrangos ir kitose srityse.

(10) Atsparumas korozijai: Išskyrus koncentruotą sieros rūgštį, PEEK netirpsta jokiuose tirpikliuose, stipriose rūgštyse ir šarmuose, pasižymi dideliu cheminiu stabilumu.

(11) Atsparumas nuovargiui: PEEK pasižymi geriausiu atsparumu nuovargiui tarp visų termoplastinių dervų medžiagų.

PEEK taikymas

Polieterio eterio ketono (PEEK) derva yra puikios specialiųjų inžinerinių plastikų savybės, turinti daug reikšmingų pranašumų, palyginti su kitais specialiais inžineriniais plastikais, atsparumas aukštai temperatūrai, geros mechaninės savybės, savaiminis tepimas, atsparumas cheminei korozijai, antipirenas, atsparumas nuėmimui, atsparumas spinduliuotei, izoliacijos stabilumas, atsparumas hidrolizei ir lengvas apdorojimas ir kt., plačiai naudojama medicinos srityje.

PEEK derva gali atlaikyti iki 3000 autoklavo ciklų 134 °C temperatūroje, todėl ji tinka gaminti labai sterilizuotą chirurginę ir odontologinę įrangą, kuriai reikalingas pakartotinis naudojimas. PEEK pasižymi ne tik lengvumu, netoksiškumu ir atsparumu korozijai, bet ir žmogaus žievės kaulo elastingumo modulio savybėmis, kurios leidžia organiškai susijungti su kūnu. Todėl PEEK dervos naudojimas vietoj metalo žmogaus skeleto gamyboje yra dar viena svarbi medicinos srities taikymo sritis.

PEEK pirmą kartą klinikoje buvo panaudotas 1999 m. Nuo tada daugiau nei penki milijonaiPEEK produktaibuvo implantuoti žmonėms, todėl tai yra auksinis standartas stuburo sintezėje. Pastaraisiais metais PEEK buvo giriamas kaip „ideali medžiaga naujos kartos implantuojamiems medicinos gaminiams“.

Kokie implantai gaminami iš PEEK?
(1) kaulo pakaitalai, žandikaulio ir žandikaulio kaulų implantai
(2) stuburo operacija, stuburo tarpslankstelinė sintezė
(3) ir klubo kaulo pakaitalai, sąnarių implantai
(4) ortopedinė įranga: fiksuota plokštė ir varžtai
(5) dantų pakaitalas CFR – PEEK – pagamintas iš dantų implantų, protezų, šaknų sulaikymo
(6) širdies chirurgijoje širdies siurbliai ir vožtuvai

Kurios pasaulio įmonės gali gaminti ilgalaikius implantuojamus PEEK? „Peek-optima“ gamina „Invibio“, „Victrex“ biomedžiagų padalinys Jungtinėje Karalystėje. PEEK;

(1) Šiuo metu rinkoje esanti implantuojama PEEK medžiaga turi absoliutų monopolinį pranašumą pasaulinėje rinkoje.
(2) „Belgium Solvay“ 2009 m. pristatė implantams skirtą PEEK medžiagą „zenIVa-PEEK“.
(3) Vokietijos bendrovė „Evonik“ į Kinijos rinką įžengė 2014 m. pradžioje su produktu pavadinimu: VESTAKEEP PEEK.
(4) „Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD.“, vienintelė implantų lygio PEEK medžiagos gamintoja Kinijoje, pristatė implantų lygio PEEK JS-S1 su prekės ženklu NATUREGEN ir prekės ženklo klase JS-S1.

PEEK istorija

Pradinis inkubacinis laikotarpis (1978–1992 m.):

PEEK yra itin aukštos kokybės specialus inžinerinis plastikas, kurį 1978 m. sukūrė ICI. ICI pateikė paraišką patentui gauti ir pramoniškai jį panaudojo, gamybos pajėgumas siekė 1000 tonų per metus, daugiausia naudojamas gynybos pramonėje.

Monopolijos vystymasis ir žlugimas (1993–2004 m.):

„Victrex“ įsigijo PEEK verslą iš ICI, demonstruodama monopolijos plėtros tendenciją ir nuolat plėtė gamybos mastą. 2003 m. metinis gamybos pajėgumas padidėjo iki 2800 tonų. Vėliau panašius produktus nuosekliai kūrė „DuPont“, BASF, Japonijos „Mitsui Tosei Chemical Company“ ir Jungtinių Valstijų „Telep“. PEEK išsiplėtė nuo pradinių karinių pritaikymų iki pramoninių ir biomedicininių pritaikymų.

Ilgą laiką Paryžiaus koordinacinis komitetas PEEK įtraukė į strateginių medžiagų, skirtų Kinijos blokadai ir embargui, sąrašą. Siekdama patenkinti nacionalinės gynybos ir civilinės aukštųjų technologijų plėtros poreikius, valstybė įtraukė jį į svarbiausius nacionalinius mokslo ir technologijų tyrimų projektus nuo septintojo iki dešimtojo penkerių metų plano ir 863 tyrimų planą. Tvirtai remiama Kinijos politikos, Jilino universiteto profesoriaus Wu Zhongwen komanda savarankiškai sukūrė PEEK patentų technologiją su nepriklausomomis intelektinės nuosavybės teisėmis ir įkūrė „Jida High-tech Materials Co., LTD.“, kuri buvo pradėta gaminti.

Visapusiško vystymo etapas (nuo 2005 m. iki dabar):

2005 m. „Evonik“ įsigijo Indijos policijos departamento PEEK verslą, o „Solvay“ – PEEK verslą. 2009 m. į šią sritį įžengė Kinijos „Jinfa Technology Co., LTD.“, „Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd.“ ir kitos įmonės, o PEEK pradėjo visapusišką plėtrą. Be to, palaipsniui vystosi PEEK kompozitų modifikavimo ir apdorojimo technologijos, plečiasi ir taikymo sritis. Dėl didelio PEEK gamyboje besispecializuojančių gamintojų skaičiaus visame pasaulyje, rinkos konkurencija taps vis aštresnė. Šiuo metu „Wiggs“, „Solvay“ ir „Evonik“ yra trys didžiausi PEEK gamintojai pasaulyje.