Wat is PEEK?

Polyetheretherketon (kortweg PEEK) is een speciaal polymeermateriaal dat bestaat uit herhalende eenheden met twee etherbindingen en één ketonbinding in de hoofdketenstructuur. Het is een materiaal uit de polyetherketonreeks. Het heeft de kenmerken van een semi-knoopkristalstructuur, hoge temperatuurbestendigheid en chemische corrosiebestendigheid.

De eigenschappen van PEEK

Polyetheretherketon (PEEK) is momenteel de enige variant van polyaryletherketon (PAEK) die op grote schaal geproduceerd kan worden. PEEK is een speciaal technisch plastic met uitstekende algemene eigenschappen.
Typische kenmerken van PEEK:
(1) Verwerkbaarheid: PEEK-hars heeft als voordelen een hoge vloeibaarheid bij hoge temperaturen en een hoge thermische ontledingstemperatuur. Het kan worden verwerkt door middel van spuitgieten, extrusiegieten, gieten, blaasvormen, smeltspinnen, rotatiegieten en poederspuiten, enz.

(2) Stralingsbestendigheid: met een sterke stralingsbestendigheid blijven de mechanische eigenschappen vollediger behouden bij hoge doses gammastraling, beter dan bij het best stralingsbestendige polystyreen in algemene harsen, en kan het worden gebruikt als stralingsbestendig onderdeel in nucleaire apparatuur.

(3) Vlamvertragend: PEEK is zelfdovend, zelfs zonder vlamvertrager, tot UL-norm 94V-0.

(4) Kruipweerstand: onder invloed van constante spanning zal het materiaal na verloop van tijd permanent vervormen door kruip. PEEK is het thermoplastische harsmateriaal met de beste kruipweerstand.

(5) Taaiheid en stijfheid: met een hoge treksterkte, een hoge spanningsscheursterkte, vooral de weerstand tegen wisselende spanningsvermoeidheid is zeer uitstekend, vergelijkbaar met legeringsmaterialen.

(6) Zelfsmering (slijtvastheid): PEEK heeft uitstekende glij-eigenschappen en is geschikt voor toepassingen met strenge eisen op het gebied van lage wrijvingscoëfficiënt en slijtvastheid; met name PEEK gemodificeerd met koolstofvezel, grafiet en PTFE heeft een uitstekende slijtvastheid.

(7) Hoge temperatuurbestendigheid: PEEK heeft een hoge glasovergangstemperatuur (Tg=143℃) en smeltpunt (Tm=334℃), de temperatuur waarbij het materiaal onder belasting thermisch vervormt, is tot 316℃, de temperatuur bij langdurig gebruik is 260℃, de temperatuur bij kortstondig gebruik kan 300℃ bereiken, en het materiaal kan onder hoge temperatuur en hoge druk gedurende lange tijd geen verlies van fysieke eigenschappen vertonen.

(8) Hydrolysebestendigheid: PEEK-producten kunnen duizenden uren blijven functioneren zonder merkbare prestatievermindering bij onderdompeling in stoom van 260℃ of water onder hoge druk; PEEK heeft de beste hydrolyse- en stoombestendigheid van alle technische kunststoffen.

(9) Niet-giftig: kan worden gebruikt in voedselhygiëne, medische apparatuur en andere gebieden.

(10) Corrosiebestendigheid: Met uitzondering van geconcentreerd zwavelzuur is PEEK onoplosbaar in elk oplosmiddel en sterke zuren en basen, en heeft het een hoge chemische stabiliteit.

(11) Vermoeiingsweerstand: PEEK heeft de beste vermoeiingsweerstand van alle thermoplastische harsmaterialen.

De toepassing van PEEK

Polyetheretherketon (PEEK)-hars is een speciaal technisch kunststof met uitstekende eigenschappen. Het heeft een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van andere speciale technische kunststoffen, zoals hoge temperatuurbestendigheid, goede mechanische eigenschappen, zelfsm smering, chemische corrosiebestendigheid, vlamvertragendheid, afbladderingsbestendigheid, stralingsbestendigheid, isolatiestabiliteit, hydrolysebestendigheid en gemakkelijke verwerking. PEEK wordt veelvuldig gebruikt in de medische sector.

PEEK-hars is bestand tegen maximaal 3000 autoclaveringscycli bij 134 °C, waardoor het geschikt is voor de productie van sterk gesteriliseerde chirurgische en tandheelkundige instrumenten die herhaaldelijk gebruikt moeten worden. PEEK heeft niet alleen de voordelen van een laag gewicht, niet-toxiciteit en corrosiebestendigheid, maar ook de elasticiteitsmodulus van menselijk botweefsel, waardoor het organisch met het lichaam kan worden verbonden. Daarom is het gebruik van PEEK-hars in plaats van metaal voor de vervaardiging van het menselijk skelet een belangrijke toepassing in de medische sector.

PEEK werd voor het eerst in 1999 in de kliniek gebruikt. Sindsdien zijn er meer dan vijf miljoen toepassingen van PEEK gerealiseerd.PEEK-productenHet is bij mensen geïmplanteerd, waardoor het de gouden standaard is geworden voor wervelfusie. De laatste jaren wordt PEEK geprezen als "het ideale materiaal voor de volgende generatie implanteerbare medische producten".

Welke soorten implantaten worden van PEEK gemaakt?
(1) botvervangers, maxillofaciale botimplantaten
(2) wervelkolomchirurgie, intervertebrale fusie van de wervelkolom
(3) en heupbotvervangers, gewrichtsimplantaten
(4) De orthopedische apparatuur: de fixatieplaat en schroeven
(5) Tandvervanger CFR – PEEK – gemaakt van tandimplantaten, kunstgebitten, wortelretentie
(6) Bij hartchirurgie pompt en kleppen het hart

Welke bedrijven ter wereld kunnen PEEK-implantaten voor langdurig gebruik produceren? Peek-optima wordt geproduceerd door Invibio, de biomaterialenafdeling van Victrex in het Verenigd Koninkrijk.

(1) Het implanteerbare PEEK-materiaal dat momenteel op de markt is gebracht, heeft een absoluut monopolievoordeel op de wereldmarkt.
(2) Het Belgische Solvay lanceerde in 2009 het implantaatwaardige PEEK-materiaal zenIVa-PEEK.
(3) Evonik uit Duitsland betrad de Chinese markt begin 2014 met de productnaam: VESTAKEEP PEEK.
(4) Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., de enige fabrikant in China met PEEK-materiaal van implantaatkwaliteit, heeft PEEK JS-S1 van implantaatkwaliteit gelanceerd onder de merknaam NATUREGEN en merkkwaliteit JS-S1.

De geschiedenis van PEEK

Initiële incubatieperiode (1978-1992):

PEEK is een superhoogwaardige, speciale technische kunststof die in 1978 door ICI is ontwikkeld. ICI heeft er een patent op aangevraagd en het product geïndustrialiseerd, met een productiecapaciteit van 1000 ton per jaar. Het wordt voornamelijk gebruikt in de defensie-industrie.

Ontwikkeling en ineenstorting van het monopolie (1993-2004):

Victrex nam de PEEK-activiteiten van ICI over, wat een trend naar een monopoliepositie illustreerde, en breidde de productie continu uit. In 2003 steeg de jaarlijkse productiecapaciteit naar 2800 ton. Vervolgens werden soortgelijke producten ontwikkeld door DuPont, BASF, Mitsui Tosei Chemical Company uit Japan en Telep uit de Verenigde Staten. PEEK heeft zich ontwikkeld van de oorspronkelijke militaire toepassingen naar industriële en biomedische toepassingen.

PEEK staat al lange tijd op de lijst van strategische materialen van het Coördinatiecomité van Parijs, dat het onderwerp is van een Chinese blokkade en embargo. Om te voldoen aan de behoeften van de nationale defensie en de ontwikkeling van hoogtechnologische technologie, heeft de overheid PEEK opgenomen in de nationale sleutelprojecten voor wetenschappelijk en technologisch onderzoek, van het zevende tot en met het tiende vijfjarenplan en het 863-plan. Met de sterke steun van het Chinese beleid heeft het team van professor Wu Zhongwen van de Jilin Universiteit zelfstandig de gepatenteerde PEEK-technologie ontwikkeld, inclusief eigen intellectuele eigendomsrechten, en Jida High-tech Materials Co., Ltd. opgericht, dat de productie opstart.

Uitgebreide ontwikkelingsfase (2005-heden):

In 2005 nam Evonik de PEEK-activiteiten van het Indiase Garda over, terwijl Solvay eveneens PEEK-activiteiten verwierf. In 2009 betraden Chinese bedrijven zoals Jinfa Technology Co., LTD. en Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. de markt, waarmee PEEK een fase van algehele ontwikkeling inging. Daarnaast worden de modificaties van PEEK-composieten en de verwerkingstechnologie gestaag ontwikkeld en breidt het toepassingsgebied zich uit. Door het grote aantal fabrikanten wereldwijd dat gespecialiseerd is in de productie van PEEK, zal de concurrentie op de markt steeds heviger worden. Momenteel zijn Wiggs, Solvay en Evonik de drie grootste PEEK-fabrikanten ter wereld.