Какво е PEEK?

Полиетер етер кетон (съкратено полиетер-етер-кетон, PEEK) е вид специален полимерен материал, състоящ се от повтарящи се единици, съдържащи две етерни връзки и една кетонна връзка в основната верижна структура. Това е материална серия от полиетер кетон. Той притежава характеристиките на полу-възелови кристали, устойчивост на висока температура, химическа устойчивост на корозия и т.н.

Характеристики на PEEK

Полиетер етер кетон (PEEK) в момента е единственият вид полиарил етер кетон (PAEK), който може да се произвежда масово. PEEK, като специална инженерна пластмаса, има отлични комплексни свойства.
Типични характеристики на PEEK:
(1) Обработваемост: PEEK смолата има предимствата на течливост при висока температура и висока температура на термично разлагане. Може да се обработва чрез шприцване, екструдиране, формоване чрез формоване, формоване чрез раздуване, топене, ротационно формоване и прахово пръскане и др.

(2) Устойчивост на радиация: със силна радиационна устойчивост, механичните свойства могат да се запазят по-пълноценно при високи дози γ лъчи, повече от най-добрата радиационна устойчивост на полистирола като цяло, може да се използва като радиационно устойчиви части в ядрено оборудване.

(3) Забавяне на горенето: PEEK е самозагасващ, дори без никакво забавяне на горенето, до стандарт UL 94V-0.

(4) Устойчивост на пълзене: под действието на постоянно напрежение, материалът ще се деформира трайно и ще се поддаде на пълзене за определен период от време. PEEK е най-добрият термопластичн материал за устойчивост на пълзене.

(5) Издръжливост и твърдост: с висока якост на опън, висока якост на напукване под напрежение, особено при променливо напрежение, устойчивостта на умора е много забележителна, сравнима с легираните материали.

(6) Самосмазване (устойчивост на износване): PEEK има отлични плъзгащи характеристики, подходящи за приложения със строги изисквания за нисък коефициент на триене и износоустойчивост; По-специално, PEEK, модифициран с въглеродни влакна, графит и PTFE, има отлична износоустойчивост.

(7) Устойчивост на висока температура: PEEK има висока температура на встъкляване (Tg=143℃) и точка на топене (Tm=334℃), температурата на термична деформация при натоварване е до 316℃, дългосрочната работна температура е 260℃, а моментната работна температура може да достигне 300℃, при висока температура и високо налягане за дълго време без загуба на физични свойства.

(8) Устойчивост на хидролиза: Продуктите от PEEK могат да продължат да работят хиляди часове без видимо влошаване на производителността при потапяне във вода с температура 260℃ или под високо налягане; PEEK има най-добрата устойчивост на хидролиза и пара сред всички инженерни пластмаси.

(9) Нетоксичен: може да се използва в хигиената на храните, медицинското оборудване и други области.

(10) Устойчивост на корозия: С изключение на концентрирана сярна киселина, PEEK е неразтворим във всеки разтворител и силни киселини и основи, с висока химическа стабилност.

(11) Устойчивост на умора: PEEK има най-добрата устойчивост на умора сред всички термопластични смолни материали.

Приложението на PEEK

Полиетер етер кетон (PEEK) смола е вид специална инженерна пластмаса с отлични характеристики, редица значителни предимства в сравнение с други специални инженерни пластмаси, устойчивост на висока температура, добри механични характеристики, самосмазване, химическа устойчивост на корозия, забавяне на горенето, устойчивост на отлепване, радиационна устойчивост, стабилност на изолацията, устойчивост на хидролиза и лесна обработка и др., широко използвани в медицинската област.

PEEK смолата може да издържи до 3000 цикъла на автоклавиране при 134°C, което я прави подходяща за производството на силно стерилизирано хирургическо и стоматологично оборудване, изискващо многократна употреба. PEEK не само има предимствата на леко тегло, нетоксичност и устойчивост на корозия, но също така притежава характеристиките на еластичния модул на човешката кортикална кост, който може органично да се комбинира с тялото. Следователно, използването на PEEK смола вместо метал за производството на човешки скелет е друго важно приложение в медицинската област.

PEEK е използван за първи път в клиниката през 1999 г. Оттогава повече от пет милионаPEEK продуктиса имплантирани на хора, което го прави златен стандарт в спиналната фузия. През последните години PEEK е хвален като „идеалния материал за следващото поколение имплантируеми медицински продукти“.

Какви видове импланти се изработват от PEEK?
(1) костни заместители, лицево-челюстни костни импланти
(2) гръбначна хирургия, спинално-междупрешленно сливане
(3) и заместители на тазобедрени кости, ставни импланти
(4) ортопедично оборудване: фиксирана плоча и винтове
(5) заместител на зъби CFR – PEEK – изработен от зъбни импланти, протези, задържане на корени
(6) в сърдечната хирургия, сърдечните помпи и клапи

Кои компании по света могат да произвеждат дълготрайни импланти от PEEK? Peek-optima се произвежда от Invibio, подразделението за биоматериали на Victrex във Великобритания. PEEK;

(1) Имплантируемият PEEK материал, пуснат на пазара, в момента има абсолютно монополно предимство на световния пазар.
(2) Белгийската компания Solvay пусна на пазара имплантен PEEK материал zenIVa-PEEK през 2009 г.
(3) Evonik от Германия навлезе на китайския пазар в началото на 2014 г. с продуктовото наименование: VESTAKEEP PEEK.
(4) Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., единственият производител на PEEK материал на имплантно ниво в Китай, пусна на пазара PEEK JS-S1 на имплантно ниво с марката NATUREGEN и клас на качество JS-S1.

Историята на PEEK

Начален инкубационен период (1978-1992):

PEEK е свръхвисокоефективна специална инженерна пластмаса, разработена от ICI през 1978 г. ICI кандидатства за патент и я индустриализира, с производствен капацитет от 1000 тона годишно, която се използва главно в отбранителната промишленост.

Развитие и колапс на монополите (1993-2004):

Victrex придоби бизнеса с PEEK от ICI, демонстрирайки монополна тенденция на развитие, и непрекъснато разширява мащаба на производството. През 2003 г. годишният производствен капацитет се увеличи до 2800 тона. Впоследствие подобни продукти бяха разработени последователно от DuPont, BASF, Mitsui Tosei Chemical Company от Япония и Telep от Съединените щати. PEEK разшири дейността си от първоначалните си военни приложения до промишлени и биомедицински приложения.

Дълго време PEEK е включен в списъка на стратегическите материали за блокадата и ембаргото на Китай от Парижкия координационен комитет. За да отговори на нуждите на националната отбрана и гражданското високотехнологично развитие, държавата го включи в ключовите национални научно-технологични изследователски проекти от седмия до десетия петгодишен план и Плана 863 за изследвания. Под силната подкрепа на политиката на Китай, екипът на професор Ву Джунгуен от университета Джилин самостоятелно разработи патентна технология PEEK с независими права върху интелектуална собственост и основа Jida High-tech Materials Co., LTD., която беше пусната в производство.

Етап на цялостно развитие (2005 г.-до момента):

През 2005 г. Evonik придоби бизнеса с PEEK на индийската Garda, докато Solvay придоби бизнеса с PEEK. През 2009 г. китайските Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. и други компании навлязоха в областта и PEEK навлезе в етап на всестранно развитие. Освен това, модифицирането на PEEK композитите и технологията за обработка постепенно се развиват, а областта на приложение също се разширява. Поради големия брой производители, специализирани в производството на PEEK по целия свят, конкуренцията на пазара ще става все по-голяма. В момента Wiggs, Solvay и Evonik са трите най-големи производители на PEEK в света.