Kaj je PEEK?

Polieter eter keton (poli-eter-eter-keton, skrajšano PEEK) je vrsta posebnega polimernega materiala, ki ga sestavljajo ponavljajoče se enote, ki vsebujejo dve etrski vezi in eno ketonsko vez v glavni verižni strukturi. Gre za materialno serijo polieter ketonov. Ima značilnosti polvozlečastega kristalnega stanja, odpornosti na visoke temperature, kemične odpornosti proti koroziji in tako naprej.

Značilnosti PEEK-a

Polieter eter keton (PEEK) je trenutno edina vrsta poliaril eter ketona (PAEK), ki jo je mogoče množično proizvajati. PEEK kot posebna inženirska plastika ima odlične celovite lastnosti.
Tipične lastnosti PEEK-a:
(1) Obdelovalnost: PEEK smola ima prednosti visokotemperaturne tekočnosti in visoke temperature termičnega razkroja. Lahko se obdeluje z brizganjem, ekstruzijo, brizganjem, pihanjem, taljenjem, predenjem, rotacijskim brizganjem in prašnim brizganjem itd.

(2) Odpornost na sevanje: z močno odpornostjo na sevanje se mehanske lastnosti še vedno bolj ohranijo pod visokimi odmerki γ žarkov, bolj kot polistiren z najboljšo odpornostjo na sevanje med splošno smolo, se lahko uporablja kot sevalno odporni deli v jedrski opremi.

(3) Zaviralec gorenja: PEEK ima samougasljivost, tudi brez kakršnega koli zaviralca gorenja, do standarda UL 94V-0.

(4) Odpornost proti lezenju: pod vplivom stalne obremenitve se material sčasoma trajno deformira in postane lezenje odporno. PEEK je najboljši material za odpornost proti lezenju med termoplastičnimi smolami.

(5) Žilavost in togost: z visoko natezno trdnostjo, visoko trdnostjo proti razpokam pri napetosti, zlasti pri izmenični napetosti, je odpornost na utrujenost zelo izjemna, primerljiva z zlitinami.

(6) Samomazalna odpornost (odpornost proti obrabi): PEEK ima odlične drsne lastnosti, primeren za stroge zahteve glede nizkega koeficienta trenja in odpornosti proti obrabi; Zlasti PEEK, modificiran z ogljikovimi vlakni, grafitom in PTFE, ima odlično odpornost proti obrabi.

(7) Odpornost na visoke temperature: PEEK ima visoko temperaturo steklastega prehoda (Tg = 143 ℃) in tališče (Tm = 334 ℃), njegova temperatura toplotne deformacije pri obremenitvi je do 316 ℃, dolgotrajna delovna temperatura je 260 ℃, trenutna delovna temperatura pa lahko doseže 300 ℃, pri visoki temperaturi in visokem tlaku pa dolgo časa ne izgubi fizikalnih lastnosti.

(8) Odpornost na hidrolizo: izdelki PEEK lahko delujejo tisoče ur brez očitnega poslabšanja delovanja pri 260 ℃ pari ali potopitvi v vodo pod visokim tlakom; PEEK ima najboljšo odpornost na hidrolizo in paro med vsemi inženirskimi plastikami.

(9) Nestrupeno: lahko se uporablja v higieni živil, medicinski opremi in drugih področjih.

(10) Odpornost proti koroziji: Razen koncentrirane žveplove kisline je PEEK netopen v nobenem topilu ter močnih kislinah in alkalijah in ima visoko kemijsko stabilnost.

(11) Odpornost proti utrujenosti: PEEK ima najboljšo odpornost proti utrujenosti med vsemi termoplastičnimi smolnimi materiali.

Uporaba PEEK-a

Polieter eter keton (PEEK) smola je vrsta odlične posebne inženirske plastike, ki ima v primerjavi z drugimi posebnimi inženirskimi plasti številne pomembne prednosti, kot so visoka temperaturna odpornost, dobre mehanske lastnosti, samomazljivost, kemična odpornost proti koroziji, zaviranje gorenja, odpornost proti luščenju, odpornost proti sevanju, stabilnost izolacije, odpornost proti hidrolizi in enostavna obdelava itd., zaradi česar se pogosto uporablja v medicini.

PEEK smola lahko prenese do 3000 ciklov avtoklaviranja pri 134 °C, zaradi česar je primerna za izdelavo visoko sterilizirane kirurške in zobozdravstvene opreme, ki zahteva večkratno uporabo. PEEK nima le prednosti majhne teže, nestrupenosti in odpornosti proti koroziji, temveč ima tudi lastnosti elastičnega modula človeške kortikalne kosti, ki se lahko organsko združi s telesom. Zato je uporaba PEEK smole namesto kovine za izdelavo človeškega okostja še ena pomembna aplikacija na medicinskem področju.

PEEK so v kliniki prvič uporabili leta 1999. Od takrat je bilo uporabljenih več kot pet milijonovIzdelki iz PEEK-aso bili vsajeni ljudem, zaradi česar je zlati standard pri spinalni fuziji. V zadnjih letih je bil PEEK pohvaljen kot »idealen material za naslednjo generacijo vsadljivih medicinskih izdelkov«.

Katere vrste vsadkov so izdelane iz PEEK-a?
(1) kostni nadomestki, maksilofacialni kostni vsadki
(2) operacija hrbtenice, spinalna intervertebralna fuzija
(3) in nadomestki kolčne kosti, sklepni vsadki
(4) ortopedska oprema: fiksna plošča in vijaki
(5) nadomestek zob CFR – PEEK – izdelan iz zobnih vsadkov, protez, zadrževanja korenin
(6) pri srčni kirurgiji, srčne črpalke in zaklopke

Katera podjetja na svetu lahko proizvajajo dolgoročne implantate iz PEEK-a? Peek-optima proizvaja Invibio, oddelek za biomateriale podjetja Victrex v Združenem kraljestvu. PEEK;

(1) Vsadljivi material PEEK, ki je bil dan na trg, ima trenutno absolutno monopolno prednost na svetovnem trgu.
(2) Belgijsko podjetje Solvay je leta 2009 lansiralo material PEEK za vsadke, zenIVa-PEEK.
(3) Nemško podjetje Evonik je na kitajski trg vstopilo v začetku leta 2014 z imenom izdelka: VESTAKEEP PEEK.
(4) Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., edini proizvajalec materiala PEEK na ravni implantatov na Kitajskem, je predstavil PEEK JS-S1 na ravni implantatov z blagovno znamko NATUREGEN in blagovno znamko JS-S1.

Zgodovina PEEK-a

Začetna inkubacijska doba (1978–1992):

PEEK je izjemno zmogljiva posebna inženirska plastika, ki jo je leta 1978 razvilo podjetje ICI. ICI je zaprosil za patent in jo industrializiral s proizvodno zmogljivostjo 1000 ton na leto, ki se uporablja predvsem v obrambni industriji.

Razvoj in propad monopolov (1993–2004):

Victrex je od podjetja ICI prevzel posel s PEEK, kar kaže na trend monopolnega razvoja, in nenehno širil obseg proizvodnje. Leta 2003 se je letna proizvodna zmogljivost povečala na 2800 ton. Podobne izdelke so nato zaporedoma razvili DuPont, BASF, japonsko podjetje Mitsui Tosei Chemical Company in ameriško podjetje Telep. PEEK se je razširil od prvotne vojaške uporabe do industrijske in biomedicinske uporabe.

Pariški koordinacijski odbor PEEK že dolgo uvršča med strateške materiale za kitajsko blokado in embargo. Da bi zadostila potrebam nacionalne obrambe in civilnega visokotehnološkega razvoja, ga je država vključila v ključne nacionalne znanstveno-tehnološke raziskovalne projekte od sedmega do desetega petletnega načrta in načrta za raziskave 863. Ob močni podpori kitajske politike je ekipa profesorja Wu Zhongwena z Univerze Jilin samostojno razvila patentno tehnologijo PEEK z neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine in ustanovila podjetje Jida High-tech Materials Co., LTD., ki je bilo dano v proizvodnjo.

Celovita razvojna faza (2005–danes):

Leta 2005 je Evonik prevzel posel PEEK indijske družbe Garda, medtem ko je Solvay prevzel posel PEEK. Leta 2009 so na to področje vstopila kitajska podjetja Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. in druga podjetja, s čimer je PEEK vstopil v fazo vsestranskega razvoja. Poleg tega se postopoma razvijata modifikacija kompozitov PEEK in tehnologija obdelave, širi pa se tudi področje uporabe. Zaradi velikega števila proizvajalcev, specializiranih za proizvodnjo PEEK po vsem svetu, bo stopnja tržne konkurence vse bolj vroča. Trenutno so Wiggs, Solvay in Evonik trije največji proizvajalci PEEK na svetu.