Che cos'è PEEK?

Il polietere etere chetone (Polietere etere chetone, abbreviato PEEK) è un tipo di materiale polimerico speciale costituito da unità ripetute contenenti due legami eterei e un legame chetonico nella struttura della catena principale. È una serie di materiali polietere chetoni. Presenta le caratteristiche di stato cristallino semi-nodato, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione chimica e così via.

Le caratteristiche del PEEK

Il polietere etere chetone (PEEK) è attualmente l'unica varietà di poliaril etere chetone (PAEK) che può essere prodotta in serie. Il PEEK, in quanto speciale materiale plastico ingegneristico, presenta eccellenti proprietà generali.
Caratteristiche tipiche del PEEK:
(1) Lavorabilità: la resina PEEK presenta i vantaggi della fluidità ad alta temperatura e dell'elevata temperatura di decomposizione termica. Può essere lavorata mediante stampaggio a iniezione, estrusione, stampaggio, soffiaggio, fusione, filatura, stampaggio rotativo e spruzzatura a polvere, ecc.

(2) Resistenza alle radiazioni: con una forte resistenza alle radiazioni, le proprietà meccaniche possono essere mantenute più completamente sotto dosi elevate di raggi γ, più della migliore resistenza alle radiazioni del polistirene in resina generale, può essere utilizzata come parti resistenti alle radiazioni nelle apparecchiature nucleari.

(3) Ignifugo: il PEEK è autoestinguente, anche senza alcun ritardante di fiamma, fino al grado UL standard 94V-0.

(4) Resistenza allo scorrimento viscoso: sotto l'azione di uno stress costante, il materiale si deformerà permanentemente in scorrimento viscoso in un determinato periodo di tempo. Il PEEK è il materiale con la migliore resistenza allo scorrimento viscoso tra le resine termoplastiche.

(5) Tenacità e rigidità: con elevata resistenza alla trazione, elevata resistenza alla rottura da stress, in particolare per la resistenza alla fatica da stress alternato è molto eccezionale, paragonabile ai materiali in lega.

(6) Autolubrificazione (resistenza all'usura): il PEEK ha eccellenti caratteristiche di scorrimento, adatte a rigorosi requisiti di basso coefficiente di attrito e applicazioni di resistenza all'usura; in particolare, il PEEK modificato con fibra di carbonio, grafite e PTFE ha un'eccellente resistenza all'usura.

(7) Resistenza alle alte temperature: il PEEK ha un'elevata temperatura di transizione vetrosa (Tg=143℃) e un elevato punto di fusione (Tm=334℃), la sua temperatura di deformazione termica del carico è fino a 316℃, la temperatura di servizio a lungo termine è di 260℃, la temperatura di servizio istantanea può raggiungere i 300℃, ad alta temperatura e alta pressione per lungo tempo senza alcuna perdita di proprietà fisiche.

(8) Resistenza all'idrolisi: i prodotti PEEK possono continuare a funzionare per migliaia di ore senza evidenti degrado delle prestazioni in caso di vapore a 260°C o immersione in acqua ad alta pressione; il PEEK ha la migliore resistenza all'idrolisi e al vapore tra tutte le materie plastiche ingegneristiche.

(9) Non tossico: può essere utilizzato nell'igiene alimentare, nelle apparecchiature mediche e in altri campi.

(10) Resistenza alla corrosione: ad eccezione dell'acido solforico concentrato, il PEEK è insolubile in qualsiasi solvente, acido forte e alcali, con elevata stabilità chimica.

(11) Resistenza alla fatica: il PEEK ha la migliore resistenza alla fatica tra tutti i materiali in resina termoplastica.

L'applicazione del PEEK

La resina polietere etere chetone (PEEK) è un tipo di plastica tecnica speciale dalle prestazioni eccellenti, con una serie di vantaggi significativi rispetto ad altre plastiche tecniche speciali: resistenza alle alte temperature, buone prestazioni meccaniche, autolubrificazione, resistenza alla corrosione chimica, ignifugo, resistenza allo strappo, resistenza alle radiazioni, stabilità dell'isolamento, resistenza all'idrolisi e facile lavorazione, ecc., ampiamente utilizzata in campo medico.

La resina PEEK può resistere fino a 3000 cicli di autoclavaggio a 134 °C, il che la rende adatta alla produzione di strumenti chirurgici e odontoiatrici altamente sterilizzati che richiedono un uso ripetuto. Il PEEK non solo offre i vantaggi di leggerezza, atossicità e resistenza alla corrosione, ma possiede anche le caratteristiche del modulo elastico dell'osso corticale umano, che può essere combinato organicamente con il corpo. Pertanto, l'utilizzo della resina PEEK al posto del metallo per la produzione di scheletri umani è un'altra importante applicazione in campo medico.

Il PEEK è stato utilizzato per la prima volta nella clinica nel 1999. Da allora, più di cinque milioniProdotti PEEKsono stati impiantati negli esseri umani, diventando così il gold standard nella fusione spinale. Negli ultimi anni, il PEEK è stato elogiato come "il materiale ideale per la prossima generazione di prodotti medici impiantabili".

Quali tipi di impianti sono realizzati in PEEK?
(1) sostituti ossei, impianti ossei maxillo-facciali
（2）chirurgia spinale, fusione intervertebrale spinale
(3) e sostituti ossei dell'anca, impianti articolari
(4) l'attrezzatura ortopedica: la piastra fissa e le viti
(5) Sostituto dei denti CFR – PEEK – costituito da impianti dentali, protesi dentarie, ritenzione radicolare
(6) nella chirurgia cardiaca, il cuore pompa e le valvole

Quali aziende al mondo possono produrre PEEK per impianti a lungo termine? Il Peek-optima è prodotto da Invibio, la divisione biomateriali di Victrex nel Regno Unito. PEEK;

(1) Il materiale PEEK impiantabile lanciato sul mercato gode attualmente di un assoluto vantaggio di monopolio nel mercato globale.
(2) Nel 2009, la belga Solvay ha lanciato il materiale PEEK di grado implantare zenIVa-PEEK.
(3) La tedesca Evonik è entrata nel mercato cinese all'inizio del 2014 con il nome del prodotto: VESTAKEEP PEEK.
(4) Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., l'unico produttore di materiale PEEK a livello di impianto in Cina, ha lanciato PEEK JS-S1 a livello di impianto con il marchio NATUREGEN e il grado di marchio JS-S1.

La storia del PEEK

Periodo di incubazione iniziale (1978-1992):

Il PEEK è una plastica tecnica speciale ad altissime prestazioni sviluppata da ICI nel 1978. ICI ne ha richiesto il brevetto e l'ha industrializzata, con una capacità produttiva di 1000 tonnellate all'anno, utilizzata principalmente nell'industria della difesa.

Sviluppo e crollo del monopolio (1993-2004):

Victrex ha acquisito il business del PEEK da ICI, dimostrando un trend di sviluppo monopolistico, e ha costantemente ampliato la scala produttiva. Nel 2003, la capacità produttiva annua è aumentata a 2800 tonnellate. Successivamente, prodotti simili sono stati sviluppati in successione da DuPont, BASF, Mitsui Tosei Chemical Company in Giappone e Telep negli Stati Uniti. Il PEEK si è esteso dalle sue iniziali applicazioni militari ad applicazioni industriali e biomediche.

Per lungo tempo, il PEEK è stato elencato come materiale strategico per il blocco e l'embargo cinese dal Comitato di Coordinamento di Parigi. Per soddisfare le esigenze della difesa nazionale e dello sviluppo civile ad alta tecnologia, lo Stato lo ha incluso nei principali progetti nazionali di ricerca scientifica e tecnologica dal settimo al decimo piano quinquennale e dal Piano 863 per la ricerca. Grazie al forte sostegno delle politiche cinesi, il team del Professor Wu Zhongwen dell'Università di Jilin ha sviluppato in modo indipendente la tecnologia brevettata del PEEK con diritti di proprietà intellettuale indipendenti e ha fondato la Jida High-tech Materials Co., LTD., che è stata messa in produzione.

Fase di sviluppo completo (2005-oggi):

Nel 2005, Evonik ha acquisito il business PEEK dell'indiana Garda, mentre Solvay ha acquisito il business PEEK. Nel 2009, le cinesi Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. e altre aziende sono entrate nel settore, e il PEEK è entrato nella fase di sviluppo a 360 gradi. Inoltre, la modifica dei compositi PEEK e la tecnologia di lavorazione si stanno gradualmente sviluppando, e anche il campo di applicazione si sta espandendo. A causa dell'elevato numero di produttori specializzati nella produzione di PEEK in tutto il mondo, la concorrenza sul mercato diventerà sempre più agguerrita. Attualmente, Wiggs, Solvay ed Evonik sono i tre maggiori produttori di PEEK al mondo.