PEEK是什么?聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone,簡(jiǎn)稱PEEK)是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)醚鍵和一個(gè)酮鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物,屬特種高分子材料,是聚芳醚酮的一個(gè)材料系列,擁有半結(jié)晶態(tài)的特點(diǎn),具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕
PEEK是什么?

聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone,簡(jiǎn)稱PEEK)是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)醚鍵和一個(gè)酮鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物,屬特種高分子材料,是聚芳醚酮的一個(gè)材料系列,擁有半結(jié)晶態(tài)的特點(diǎn),具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等特性。
PEEK的特性
聚醚醚酮(PEEK)是目前聚芳醚酮(PAEK)材料中可大批量生產(chǎn)的唯一品種,PEEK作為一種特種工程塑料,具有超優(yōu)異的綜合性能。
PEEK的典型特性:
(1)易加工性:PEEK樹(shù)脂具有高溫流動(dòng)性好、熱分解溫度高等優(yōu)點(diǎn),可采用注射成型、擠出成型、模壓成型、吹塑成型、熔融紡絲、旋轉(zhuǎn)成型及粉末噴涂等多種加工方式。
(2)抗輻射性:具有極強(qiáng)的抗輻射性能,在高劑量γ射線下機(jī)械性能仍可得到較完整保留,超過(guò)了通用樹(shù)脂中耐輻射性能最好的聚苯乙烯,可用作核設(shè)備中的耐輻射零件。
(3)阻燃性:PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃劑,可達(dá)UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級(jí)。
(4)抗蠕變性:材料在恒定應(yīng)力作用下,在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生永久的變形為蠕變,PEEK是熱塑性樹(shù)脂最好的抗蠕變材料。
(5)韌性和剛性:具有高拉伸強(qiáng)度,高應(yīng)力開(kāi)裂強(qiáng)度,特別是對(duì)交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出,可與合金材料相媲美。
(6)自潤(rùn)滑性(耐磨性):PEEK具有優(yōu)良的滑動(dòng)特性,適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場(chǎng)合;特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優(yōu)越。
(7)耐高溫性:PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143℃)和熔點(diǎn)(Tm=334℃),其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃,長(zhǎng)期使用溫度為260℃,瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃,在高溫高壓下長(zhǎng)時(shí)間操作不損失任何物理性能。
(8)耐水解性:在溫度260℃的蒸汽或處在高壓的水中浸泡,PEEK制品仍可以連續(xù)工作數(shù)千小時(shí)而不出現(xiàn)明顯的性能下降;在所有的工程塑料中,PEEK具有最好的耐水解性和耐蒸汽性。
(9)無(wú)毒性:可用于食品衛(wèi)生、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
(10)耐腐蝕性:除濃硫酸外,PEEK不溶于任何溶劑和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。
(11)耐疲勞性:PEEK在所有的熱塑性樹(shù)脂材料中,具有最好的耐疲勞性。
PEEK的應(yīng)用
聚醚醚酮(PEEK)樹(shù)脂是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料,與其他特種工程塑料相比具有諸多顯著優(yōu)勢(shì),耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定、耐水解和易加工等,在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
PEEK樹(shù)脂可在134℃下經(jīng)受多達(dá)3000次的循環(huán)高壓滅菌,這一特性使其可用于生產(chǎn)滅菌要求高、需反復(fù)使用的手術(shù)和牙科設(shè)備。PEEK不僅具有質(zhì)量輕、無(wú)毒、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),還擁有與人體皮質(zhì)骨彈性模量極其接近的特性,可與肌體有機(jī)結(jié)合,所以用PEEK樹(shù)脂代替金屬制造人體骨骼是其在醫(yī)療領(lǐng)域的又一重要應(yīng)用。
PEEK于1999年首度應(yīng)用于臨床,至今已有超過(guò)五百萬(wàn)件PEEK制品被植入人體,在脊柱融合領(lǐng)域已成為行業(yè)金標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái),PEEK更是被譽(yù)為“下一代植入型醫(yī)療產(chǎn)品的理想材料”。
由PEEK制成的植入體有哪些?
(1)骨骼替代物——頜面和顱骨植入體
(2)脊柱手術(shù)——脊椎椎間融合器
(3)骨頭和臀部替代物——關(guān)節(jié)植入體
(4)骨科設(shè)備:固定板和螺絲
(5)牙齒替代物——用CFR-PEEK做的牙科植入體,義齒,根內(nèi)固位
(6)心臟手術(shù)——心臟泵和瓣膜
全球有哪些公司可以生產(chǎn)長(zhǎng)期植入級(jí)PEEK?
(1)英國(guó)Victrex(威格斯)旗下生物材料部門(mén)Invibio出品:PEEK-OPTIMA。首款推出市場(chǎng)的醫(yī)用植入級(jí)PEEK材料,目前在全球市場(chǎng)占有絕對(duì)壟斷優(yōu)勢(shì)。
(2)比利時(shí)Solvay于2009年推出植入級(jí)PEEK材料:Zeniva-PEEK。
(3)德國(guó)Evonik(贏創(chuàng))2014年初進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),商品名:VESTAKEEP PEEK。
(4)中國(guó)唯一一家擁有植入級(jí)PEEK材料的廠家,廣州聚生醫(yī)療科技有限公司已推出植入級(jí)PEEK JS-S1,商品名:NATUREGEN,牌號(hào)等級(jí):JS-S1。
PEEK的發(fā)展歷程
初始孕育階段(1978-1992年):
PEEK是由英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司公司(ICI)于1978年開(kāi)發(fā)出來(lái)的超高性能特種工程塑料,ICI對(duì)其進(jìn)行申請(qǐng)專利并工業(yè)化,產(chǎn)能達(dá)1000噸/年,主要用于國(guó)防軍工領(lǐng)域。
壟斷發(fā)展及瓦解階段(1993-2004年):
英國(guó)威格斯(Victrex)公司從ICI收購(gòu)PEEK業(yè)務(wù),呈現(xiàn)壟斷式發(fā)展態(tài)勢(shì),并不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,2003年產(chǎn)能增加至2800噸/年,其后杜邦、BASF、日本三井東壓化學(xué)公司、美國(guó)爾特普等也先后開(kāi)發(fā)出類似產(chǎn)品,PEEK應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的軍用拓展至工業(yè)及生物醫(yī)療等民用領(lǐng)域。
長(zhǎng)期以來(lái)PEEK被巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)列為戰(zhàn)略物資對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖、禁運(yùn)。國(guó)家為了滿足國(guó)防事業(yè)和民用高科技發(fā)展的需求,國(guó)家將其列入“七五”~“十五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目和“863計(jì)劃”進(jìn)行攻關(guān)研究。在我國(guó)政策大力扶持下,吉林大學(xué)吳忠文教授團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEEK專利技術(shù),創(chuàng)建了吉大高新材料有限責(zé)任公司并投產(chǎn)。
全面發(fā)展階段(2005-至今):
2005年,贏創(chuàng)(Evonik)收購(gòu)了吉大高新,索爾維(Solvay)收購(gòu)了印度Garda的PEEK業(yè)務(wù);2009年,我國(guó)金發(fā)科技股份有限公司、盤(pán)錦中潤(rùn)特塑有限公司等進(jìn)入該領(lǐng)域,PEEK進(jìn)入全面發(fā)展階段。此外,PEEK的改性復(fù)合及加工技術(shù)逐步發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。因全球?qū)I(yè)從事PEEK生產(chǎn)的廠商眾多,其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度也將日趨白熱化。目前,英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾維、德國(guó)贏創(chuàng)是全球規(guī)模最大的三家PEEK生產(chǎn)商。
文章來(lái)源:醫(yī)用塑料