Co je PEEK?

Polyetheretherketon (zkráceně Poly-ether-ether-keton, PEEK) je druh speciálního polymerního materiálu, který se skládá z opakujících se jednotek obsahujících dvě etherové vazby a jednu ketonovou vazbu v hlavní řetězcové struktuře. Jedná se o materiálovou řadu polyetherketonů. Vyznačuje se polo-uzlovým krystalickým stavem, odolností vůči vysokým teplotám, chemickou odolností proti korozi atd.

Vlastnosti PEEKu

Polyetheretherketon (PEEK) je v současnosti jediným druhem materiálu polyaryletherketon (PAEK), který lze hromadně vyrábět. PEEK, jako speciální technický plast, má vynikající komplexní vlastnosti.
Typické vlastnosti PEEKu:
(1) Zpracovatelnost: Pryskyřice PEEK má výhody tekutosti za vysokých teplot a vysoké teploty tepelného rozkladu. Lze ji zpracovávat vstřikováním, vytlačováním, tvářením, vyfukováním, tavením, spřádáním, rotačním tvářením a práškovým stříkáním atd.

(2) Odolnost proti záření: díky silné odolnosti proti záření si mechanické vlastnosti mohou být i při vysokých dávkách γ záření zachovány lépe, což je více než u polystyrenu s nejlepší radiační odolností, obecně u pryskyřice, a lze jej použít jako součástky odolné proti záření v jaderných zařízeních.

(3) Zpomalovač hoření: PEEK má samozhášivost, a to i bez zpomalovače hoření, až do třídy UL 94V-0.

(4) Odolnost proti tečení: působením konstantního napětí se materiál po určité době trvale deformuje a dojde k tečení. PEEK je nejlepší termoplastický materiál s ohledem na odolnost proti tečení.

(5) Houževnatost a tuhost: s vysokou pevností v tahu, vysokou pevností v praskání pod napětím, zejména při střídavé únavové odolnosti, je velmi vynikající, srovnatelná se slitinovými materiály.

(6) Samomazání (odolnost proti opotřebení): PEEK má vynikající kluzné vlastnosti, vhodné pro aplikace s přísnými požadavky na nízký koeficient tření a odolnost proti opotřebení; Zejména PEEK modifikovaný uhlíkovými vlákny, grafitem a PTFE má vynikající odolnost proti opotřebení.

(7) Odolnost vůči vysokým teplotám: PEEK má vysokou teplotu skelného přechodu (Tg = 143 ℃) a bod tání (Tm = 334 ℃), jeho teplota tepelné deformace při zatížení je až 316 ℃, dlouhodobá provozní teplota je 260 ℃, okamžitá provozní teplota může dosáhnout 300 ℃, a to při vysokých teplotách a vysokém tlaku po dlouhou dobu bez ztráty fyzikálních vlastností.

(8) Odolnost vůči hydrolýze: Výrobky z PEEK mohou pokračovat v práci po tisíce hodin bez zjevného snížení výkonu při ponoření do páry o teplotě 260 °C nebo do vody pod vysokým tlakem; PEEK má nejlepší odolnost vůči hydrolýze a páře ze všech technických plastů.

(9) Netoxický: lze jej použít v hygieně potravin, zdravotnických prostředcích a dalších oblastech.

(10) Odolnost proti korozi: S výjimkou koncentrované kyseliny sírové je PEEK nerozpustný v žádném rozpouštědle a silných kyselinách a zásadách a má vysokou chemickou stabilitu.

(11) Odolnost proti únavě: PEEK má nejlepší odolnost proti únavě ze všech termoplastických pryskyřičných materiálů.

Aplikace PEEK

Polyetheretherketonová (PEEK) pryskyřice je druh speciálního technického plastu s vynikajícími vlastnostmi a řadou významných výhod ve srovnání s jinými speciálními technickými plasty, jako je vysoká teplotní odolnost, dobrý mechanický výkon, samomaznost, chemická korozní odolnost, zpomalení hoření, odolnost proti odlupování, radiační odolnost, izolační stabilita, odolnost proti hydrolýze a snadné zpracování atd., které se široce používají v lékařství.

Pryskyřice PEEK vydrží až 3000 cyklů autoklávování při 134 °C, což ji činí vhodnou pro výrobu vysoce sterilizovaných chirurgických a zubních nástrojů vyžadujících opakované použití. PEEK má nejen výhody nízké hmotnosti, netoxickosti a odolnosti proti korozi, ale také vlastnosti modulu pružnosti lidské kortikální kosti, které lze organicky spojit s tělem. Použití pryskyřice PEEK místo kovu k výrobě lidské kostry je proto další důležitou aplikací v lékařství.

PEEK byl v klinické praxi poprvé použit v roce 1999. Od té doby bylo použito více než pět milionůVýrobky z PEEKubyly implantovány lidem, což z něj činí zlatý standard v spinální fúzi. V posledních letech byl PEEK chválen jako „ideální materiál pro příští generaci implantovatelných zdravotnických produktů“.

Jaké druhy implantátů se vyrábějí z PEEK?
(1) kostní náhrady, maxilofaciální kostní implantáty
(2) chirurgie páteře, spinální intervertebrální fúze
(3) a náhrady kyčelní kosti, kloubní implantáty
(4) ortopedické vybavení: fixní dlaha a šrouby
(5) náhrada zubů CFR – PEEK – vyrobená ze zubních implantátů, zubních protéz, retence kořenů
(6) v kardiochirurgii, srdeční pumpy a chlopně

Které společnosti na světě dokáží vyrábět PEEK pro dlouhodobé implantáty? Peek-optima vyrábí společnost Invibio, divize biomateriálů společnosti Victrex ve Velké Británii. PEEK;

(1) Implantabilní materiál PEEK uvedený na trh má v současné době na globálním trhu absolutní monopolní výhodu.
(2) Belgická společnost Solvay uvedla v roce 2009 na trh materiál PEEK implantátové kvality zenIVa-PEEK.
(3) Společnost Evonik z Německa vstoupila na čínský trh začátkem roku 2014 s názvem produktu: VESTAKEEP PEEK.
(4) Společnost Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., jediný výrobce materiálu PEEK implantátní úrovně v Číně, uvedla na trh PEEK JS-S1 implantátní úrovně pod značkou NATUREGEN a v jakosti JS-S1.

Historie PEEKu

Počáteční inkubační doba (1978-1992):

PEEK je super vysoce výkonný speciální inženýrský plast vyvinutý společností ICI v roce 1978. ICI si zažádala o patent a industrializovala jej s výrobní kapacitou 1000 tun ročně, který se používá hlavně v obranném průmyslu.

Vývoj a kolaps monopolů (1993-2004):

Společnost Victrex získala od společnosti ICI divizi PEEK, což ukazuje na její monopolní trend rozvoje, a neustále rozšiřovala výrobní rozsah. V roce 2003 se roční výrobní kapacita zvýšila na 2800 tun. Následně podobné produkty postupně vyvinuly společnosti DuPont, BASF, japonská Mitsui Tosei Chemical Company a americká Telep. PEEK se rozšířil od svých počátečních vojenských aplikací k průmyslovým a biomedicínským aplikacím.

Pařížský koordinační výbor PEEK již dlouhou dobu uvádí jako strategický materiál pro čínskou blokádu a embargo. Aby bylo možné uspokojit potřeby národní obrany a civilního rozvoje high-tech, stát jej zahrnul do klíčových národních vědeckotechnických výzkumných projektů od sedmého do desátého pětiletého plánu a do výzkumného plánu 863. Za silné podpory čínské politiky tým profesora Wu Zhongwena z Univerzity v Jilinu nezávisle vyvinul patentovanou technologii PEEK s nezávislými právy duševního vlastnictví a založil společnost Jida High-tech Materials Co., LTD., která byla uvedena do výroby.

Komplexní vývojová fáze (2005-současnost):

V roce 2005 společnost Evonik získala divizi PEEK od indické společnosti Garda, zatímco společnost Solvay získala divizi PEEK. V roce 2009 vstoupily do oboru čínské společnosti Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. a další a PEEK se dostal do fáze všestranného rozvoje. Kromě toho se postupně vyvíjí modifikace kompozitů PEEK a technologie zpracování a rozšiřuje se i oblast použití. Vzhledem k velkému počtu výrobců specializujících se na výrobu PEEK po celém světě se bude konkurence na trhu stále více vyostřovat. V současné době jsou Wiggs, Solvay a Evonik třemi největšími výrobci PEEK na světě.