Polyether etherketon - Polyether ether ketone
Polyether etherketon | |
---|---|
Hustota | 1320 kg / m3 |
Youngův modul (E) | 3.6 GPa |
Pevnost v tahu (σt) | 90–100 MPa |
Prodloužení @ přestávka | 50% |
zářezový test | 55 kJ / m2 |
Teplota skla | 143 °C |
bod tání | 343 °C |
Tepelná vodivost | 0,25 W / (m ·K. ) |
Absorpce vody, 24 hodin (ASTM D 570) | 0.1% |
zdroj:[1] |
Polyether etherketon (PEEK) je bezbarvý organický termoplast polymer v polyaryletherketon (PAEK) rodina, používaná ve strojírenských aplikacích. To bylo původně představeno společností Victrex PLC Imperial Chemical Industries (ICI) na začátku 80. let.[2]
Syntéza
Polymery PEEK se získávají kroková růstová polymerace podle dialkylace z bisfenolát soli. Typická je reakce 4,4'-difluorbenzofenon s dvojsodnou solí hydrochinon, který je generován in situ pomocí deprotonace s uhličitan sodný. Reakce se provádí polárně kolem 300 ° C aprotický rozpouštědla - jako např difenylsulfon.[3][4]
Vlastnosti
PEEK je semikrystalický termoplast s vynikajícími mechanickými a chemickými vlastnostmi odolnými vůči vysokým teplotám. Podmínky zpracování použité k formování PEEK mohou ovlivnit krystalinitu a tím i mechanické vlastnosti. Své Youngův modul je 3,6 GPa a jeho pevnost v tahu je 90 až 100 MPa.[5] PEEK má teplota skleněného přechodu asi 143 ° C (289 ° F) a taje kolem 343 ° C (662 ° F). Některé druhy mají užitečnou provozní teplotu až 250 ° C (482 ° F).[3] Tepelná vodivost roste téměř lineárně s teplotou mezi teplotou místnosti a solidus teplota.[6] Je vysoce odolný vůči tepelná degradace,[7] stejně jako k útoku organickým i vodným prostředím. Je napaden halogeny a silný Brønsted a Lewisovy kyseliny, jakož i některé halogenované sloučeniny a alifatické uhlovodíky při vysokých teplotách. Je rozpustný v koncentrované kyselině sírové při teplotě místnosti, i když rozpouštění může trvat velmi dlouho, pokud polymer není ve formě s vysokým poměrem povrchu k objemu, jako je jemný prášek nebo tenký film. Má vysokou odolnost proti biodegradaci.
Aplikace
Díky své robustnosti se PEEK používá k výrobě předmětů používaných v náročných aplikacích, včetně ložiska, píst díly, čerpadla, Vysoce účinná kapalinová chromatografie sloupy, kompresorová deska ventily, a elektrický kabel izolace. Je to jeden z mála kompatibilních plastů ultravysoké vakuum je vhodný pro letecký, automobilový, teletronický a chemický průmysl.[8] PEEK je považován za pokročilého biomateriál použito v lékařské implantáty, např. použití s vysokým rozlišením magnetická rezonance (MRI), pro vytvoření částečné náhrady lebky v neurochirurgických aplikacích.
PEEK nalézá zvýšené použití v spinální fúze zařízení a výztužné tyče.[9] Nabízí optimální růst kostí a je radiolucentní, ale je hydrofobní, což způsobuje, že není plně spojen s kostí.[8] [10] Těsnění a potrubí PEEK se běžně používají v kapalinových aplikacích. PEEK také funguje dobře v aplikacích, kde jsou běžné trvalé vysoké teploty (až do 260 ° C).[11] Z tohoto důvodu a jeho nízké tepelné vodivosti se také používá v FFF tisk k tepelnému oddělení horkého konce od studeného.
Možnosti zpracování
PEEK taje při relativně vysoké teplotě (343 ° C / 649,4 ° F) ve srovnání s většinou ostatních termoplastů. V rozsahu své teploty tání může být zpracován pomocí vstřikování nebo vytlačování metody. Je technicky možné zpracovat granulovaný PEEK do filamentové formy a 3D tiskové části z filamentového materiálu pomocí modelování kondenzované depozice - technologie FDM (nebo výroba taveného vlákna - FFF).[12][13]Vlákna PEEK byla prokázána pro výrobu zdravotnických prostředků až do třídy IIa.[14] S tímto novým vláknem je možné použít FFF metoda pro různé lékařské aplikace jako zubní protézy.
Ve svém pevném stavu je PEEK snadno obrobitelný, například (CNC ) frézky a běžně se používá k výrobě vysoce kvalitních plastových dílů, které jsou termostabilní a elektricky i tepelně izolační. Plněné druhy PEEK mohou být také obráběny na CNC strojích, ale je třeba věnovat zvláštní pozornost správnému zvládání napětí v materiálu.
PEEK je považován za vysoce výkonný polymer, to znamená, že jeho vysoká cena omezuje jeho použití pouze na ty nejnáročnější aplikace.
PEEK s tvarovou pamětí v biomechanických aplikacích
PEEK není tradičně a polymer s tvarovou pamětí; nedávné pokroky ve zpracování však umožnily chování tvarové paměti v PEEK s mechanickou aktivací. Tato technologie se rozšířila na aplikace v ortopedická operace.[15]
Reference
- ^ A. K. van der Vegt a L. E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5.
- ^ „Proč PEEK?“. drakeplastics.com. Citováno 23. dubna 2018.
- ^ A b David Parker; Jan Bussink; Hendrik T. van de Grampe; Gary W. Wheatley; Ernst-Ulrich Dorf; Edgar Ostlinning; Klaus Reinking (15. dubna 2012). Polymery, vysokoteplotní. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002 / 14356007.a21_449.pub3. ISBN 978-3527306732. (vyžadováno předplatné)
- ^ David Kemmish „Aktualizace technologie a aplikací PolyArylEtherKetones“ 2010. ISBN 978-1-84735-408-2.
- ^ Údaje o vlastnostech materiálu: Polyetheretherketon (PEEK), www.makeitfrom.com.
- ^ J. Blumm, A. Lindemann, A. Schopper, „Vliv obsahu CNT na termofyzikální vlastnosti PEEK-CNT kompozitů“, Sborník 29. japonského symposia o termofyzikálních vlastnostech, 8. – 10. Října 2008, Tokio.
- ^ Patel, Parina; Hull, T. Richard; McCabe, Richard W .; Flath, Dianne; Grasmeder, John; Percy, Mike (květen 2010). „Mechanismus tepelného rozkladu poly (ether etherketonu) (PEEK) z přehledu studií rozkladu“ (PDF). Degradace polymerů a stabilita. 95 (5): 709–718. doi:10.1016 / j.polymdegradstab.2010.01.024.
- ^ A b „PEEK (polyetheretherketon)“. www.scientificspine.com. Citováno 2020-05-06.
- ^ Lauzon, Michael (4. května 2012). „Diversified Plastics Inc., PEEK hraje roli ve vesmírné sondě“. PlasticsNews.com. Crain Communications Inc.. Citováno 6. května 2012.
- ^ „10 porézních TLIF klecí, které je třeba vědět ...!“. SPINEMarketGroup. 2020-02-01. Citováno 2020-05-06.
- ^ "Vlastnosti materiálu PEEK". www.uplandfab.com.
- ^ Newsom, Michael. „Arevo Labs oznamuje vysoce výkonné materiály vyztužené uhlíkovými vlákny a nanotrubičkami pro proces 3D tisku“. Tiskové zprávy společnosti Solvay. LouVan Communications Inc.. Citováno 27. ledna 2016.
- ^ Thryft, Ann. „3D tisk vysoce pevných uhlíkových kompozitů pomocí PEEK, PAEK“. Novinky v designu. Citováno 27. ledna 2016.
- ^ Tisková zpráva Indmatec PEEK MedTec.
- ^ Anonymní. „Surgical Technologies; MedShape Solutions, Inc. ohlašuje první zařízení PEEK s tvarovou pamětí vymazané FDA; uzavření nabídky akcií v hodnotě 10 mil. USD“. Lékařský dopis na CDC a FDA.