Čo je to PEEK?

Polyéteréterketón (skrátene polyéteréterketón, PEEK) je druh špeciálneho polymérneho materiálu pozostávajúceho z opakujúcich sa jednotiek obsahujúcich dve éterové väzby a jednu ketónovú väzbu v hlavnej reťazcovej štruktúre. Je to materiálový rad polyéterketónov. Má vlastnosti polo-uzlového kryštalického stavu, odolnosti voči vysokým teplotám, chemickej odolnosti voči korózii atď.

Vlastnosti PEEKu

Polyéteréterketón (PEEK) je v súčasnosti jediným druhom materiálu polyaryléterketón (PAEK), ktorý sa dá hromadne vyrábať. PEEK ako špeciálny technický plast má vynikajúce komplexné vlastnosti.
Typické vlastnosti PEEK:
(1) Spracovateľnosť: Živica PEEK má výhody tekutosti pri vysokých teplotách a vysokej teploty tepelného rozkladu. Môže sa spracovávať vstrekovaním, extrúziou, lisovaním, vyfukovaním, tavením, rotačným lisovaním a práškovým striekaním atď.

(2) Odolnosť voči žiareniu: vďaka silnej odolnosti voči žiareniu si mechanické vlastnosti zachovávajú lepšie aj pri vysokých dávkach γ žiarenia, čo je viac ako polystyrén s najlepšou odolnosťou voči žiareniu vo všeobecnosti, a preto sa môže použiť ako diel odolný voči žiareniu v jadrových zariadeniach.

(3) Spomaľovač horenia: PEEK má samozhášaciu schopnosť, a to aj bez akéhokoľvek spomaľovača horenia, až do štandardnej triedy UL 94V-0.

(4) Odolnosť voči tečeniu: pri pôsobení konštantného namáhania sa materiál po určitom čase trvalo deformuje a dochádza k tečeniu. PEEK je najlepší materiál odolný voči tečeniu spomedzi termoplastických živíc.

(5) Húževnatosť a tuhosť: s vysokou pevnosťou v ťahu, vysokou pevnosťou v praskaní pri namáhaní, najmä pri striedavom namáhaní a únavovej odolnosti, je veľmi vynikajúca, porovnateľná so zliatinovými materiálmi.

(6) Samomazanie (odolnosť proti opotrebovaniu): PEEK má vynikajúce klzné vlastnosti, vhodné pre prísne požiadavky na nízky koeficient trenia a aplikácie s odolnosťou proti opotrebovaniu; Najmä PEEK modifikovaný uhlíkovými vláknami, grafitom a PTFE má vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu.

(7) Odolnosť voči vysokým teplotám: PEEK má vysokú teplotu skleného prechodu (Tg = 143 ℃) a bod topenia (Tm = 334 ℃), jeho teplota tepelnej deformácie pri zaťažení je až 316 ℃, dlhodobá prevádzková teplota je 260 ℃, okamžitá prevádzková teplota môže dosiahnuť 300 ℃, a to pri vysokých teplotách a vysokých tlakoch po dlhú dobu bez straty fyzikálnych vlastností.

(8) Odolnosť voči hydrolýze: Výrobky z PEEK môžu pokračovať v práci tisíce hodín bez zjavného zníženia výkonu pri ponorení do pary s teplotou 260 ℃ alebo do vody pod vysokým tlakom; PEEK má najlepšiu odolnosť voči hydrolýze a pare spomedzi všetkých technických plastov.

(9) Netoxický: môže sa používať v oblasti hygieny potravín, zdravotníckych zariadení a iných oblastí.

(10) Odolnosť proti korózii: Okrem koncentrovanej kyseliny sírovej je PEEK nerozpustný v žiadnom rozpúšťadle a silných kyselinách a zásadách a má vysokú chemickú stabilitu.

(11) Odolnosť proti únave: PEEK má najlepšiu odolnosť proti únave spomedzi všetkých termoplastických živicových materiálov.

Aplikácia PEEK

Polyéteréterketónová (PEEK) živica je druh špeciálneho technického plastu s vynikajúcimi vlastnosťami a množstvom významných výhod v porovnaní s inými špeciálnymi technickými plastmi, ako je vysoká teplotná odolnosť, dobrý mechanický výkon, samomazanie, chemická odolnosť proti korózii, spomaľovač horenia, odolnosť proti odlupovaniu, odolnosť voči žiareniu, izolačná stabilita, odolnosť proti hydrolýze a jednoduché spracovanie atď., ktoré sa široko používajú v medicíne.

Živica PEEK vydrží až 3000 cyklov autoklávovania pri teplote 134 °C, vďaka čomu je vhodná na výrobu vysoko sterilizovaných chirurgických a zubných nástrojov vyžadujúcich opakované použitie. PEEK má nielen výhody nízkej hmotnosti, netoxickosti a odolnosti voči korózii, ale má aj vlastnosti modulu pružnosti ľudskej kortikálnej kosti, ktorú možno organicky spojiť s telom. Preto je použitie živice PEEK namiesto kovu na výrobu ľudskej kostry ďalšou dôležitou aplikáciou v oblasti medicíny.

PEEK bol prvýkrát použitý v klinike v roku 1999. Odvtedy bolo použitých viac ako päť miliónovVýrobky z PEEKuboli implantované ľuďom, čím sa stal zlatým štandardom v spinálnej fúzii. V posledných rokoch bol PEEK chválený ako „ideálny materiál pre ďalšiu generáciu implantovateľných zdravotníckych produktov“.

Aké druhy implantátov sa vyrábajú z PEEK?
(1) kostné náhrady, maxilofaciálne kostné implantáty
(2) chirurgia chrbtice, spinálna intervertebrálna fúzia
(3) a náhrady bedrových kostí, kĺbové implantáty
(4) ortopedické vybavenie: fixná doska a skrutky
(5) náhrada zubov CFR – PEEK – vyrobená zo zubných implantátov, zubných protéz, retencie koreňov
(6) v kardiochirurgii, srdcové pumpy a chlopne

Ktoré spoločnosti na svete dokážu vyrobiť dlhodobo použiteľný implantát z PEEK? Peek-optima vyrába spoločnosť Invibio, divízia biomateriálov spoločnosti Victrex vo Veľkej Británii. PEEK;

(1) Implantovateľný materiál PEEK uvedený na trh má v súčasnosti na globálnom trhu absolútnu monopolnú výhodu.
(2) Spoločnosť Belgicko Solvay uviedla na trh v roku 2009 materiál PEEK implantátovej kvality zenIVa-PEEK.
(3) Spoločnosť Evonik z Nemecka vstúpila na čínsky trh začiatkom roka 2014 s názvom produktu: VESTAKEEP PEEK.
(4) Spoločnosť Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., jediný výrobca materiálu PEEK na implantátovej úrovni v Číne, uviedla na trh PEEK JS-S1 na implantátovej úrovni so značkou NATUREGEN a značkovou triedou JS-S1.

História PEEKu

Počiatočná inkubačná doba (1978 – 1992):

PEEK je špeciálny technický plast so super vysokým výkonom, ktorý vyvinula spoločnosť ICI v roku 1978. ICI požiadala o patent a industrializovala ho s výrobnou kapacitou 1000 ton ročne, ktorý sa používa hlavne v obrannom priemysle.

Vývoj a kolaps monopolu (1993 – 2004):

Spoločnosť Victrex získala od spoločnosti ICI divíziu PEEK, čo ukazuje na jej monopolný rozvoj a neustále rozširuje rozsah výroby. V roku 2003 sa ročná výrobná kapacita zvýšila na 2 800 ton. Následne podobné produkty postupne vyvinuli spoločnosti DuPont, BASF, japonská spoločnosť Mitsui Tosei Chemical Company a americká spoločnosť Telep. PEEK sa rozšíril od svojich počiatočných vojenských aplikácií až po priemyselné a biomedicínske aplikácie.

Parížsky koordinačný výbor PEEK dlhodobo uvádza ako strategický materiál pre čínsku blokádu a embargo. S cieľom uspokojiť potreby národnej obrany a civilného rozvoja high-tech ho štát zaradil do kľúčových národných vedecko-technických výskumných projektov od siedmeho päťročného plánu až po desiaty päťročný plán a plán výskumu 863. Vďaka silnej podpore čínskej politiky tím profesora Wu Zhongwena z Univerzity Jilin nezávisle vyvinul patentovanú technológiu PEEK s nezávislými právami duševného vlastníctva a založil spoločnosť Jida High-tech Materials Co., LTD., ktorá bola uvedená do výroby.

Komplexná fáza vývoja (2005 – súčasnosť):

V roku 2005 spoločnosť Evonik získala divíziu PEEK od indickej spoločnosti Garda, zatiaľ čo spoločnosť Solvay získala divíziu PEEK. V roku 2009 vstúpili do tohto odvetvia čínske spoločnosti Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. a ďalšie a PEEK vstúpil do fázy všestranného rozvoja. Okrem toho sa postupne rozvíja modifikácia kompozitov PEEK a technológia spracovania a rozširuje sa aj oblasť použitia. Vzhľadom na veľký počet výrobcov špecializujúcich sa na výrobu PEEK po celom svete sa miera konkurencie na trhu bude čoraz vyostrovať. V súčasnosti sú spoločnosti Wiggs, Solvay a Evonik tromi najväčšími výrobcami PEEK na svete.