Was ist PEEK?

Polyetheretherketon (Polyetheretherketon, kurz PEEK) ist eine Art spezielles Polymermaterial, das aus sich wiederholenden Einheiten besteht, die in der Hauptkettenstruktur zwei Etherbindungen und eine Ketonbindung enthalten. Es handelt sich um eine Materialreihe von Polyetherketon. Es weist die Eigenschaften eines Halbknotenkristallzustands, einer hohen Temperaturbeständigkeit, chemischer Korrosionsbeständigkeit usw. auf.

Die Eigenschaften von PEEK

Polyetheretherketon (PEEK) ist derzeit die einzige in Massenproduktion herstellbare Variante des Polyaryletherketon-Materials (PAEK). Als spezieller technischer Kunststoff verfügt PEEK über hervorragende Gesamteigenschaften.
Typische Eigenschaften von PEEK:
(1) Verarbeitbarkeit: PEEK-Harz hat die Vorteile der Fließfähigkeit bei hohen Temperaturen und der hohen thermischen Zersetzungstemperatur. Es kann durch Spritzgießen, Extrusionsformen, Formen, Blasformen, Schmelzspinnen, Rotationsformen und Pulversprühen usw. verarbeitet werden.

(2) Strahlungsbeständigkeit: Durch die hohe Strahlungsbeständigkeit bleiben die mechanischen Eigenschaften auch bei hoher γ-Strahlendosis vollständiger erhalten. Polystyrol ist im Allgemeinen strahlungsbeständiger als Polystyrolharze und kann als strahlungsbeständiges Teil in nuklearen Geräten verwendet werden.

(3) Flammhemmend: PEEK ist selbstverlöschend, auch ohne Flammschutzmittel, bis zur UL-Norm 94V-0.

(4) Kriechfestigkeit: Unter ständiger Belastung verformt sich das Material im Laufe der Zeit dauerhaft und kriecht. PEEK ist das Material mit der besten Kriechfestigkeit unter den thermoplastischen Harzen.

(5) Zähigkeit und Steifigkeit: mit hoher Zugfestigkeit, hoher Spannungsrissfestigkeit, insbesondere bei Wechselspannungsermüdung ist die Beständigkeit gegenüber Ermüdungserscheinungen sehr hervorragend, vergleichbar mit legierten Werkstoffen.

(6) Selbstschmierung (Verschleißfestigkeit): PEEK verfügt über ausgezeichnete Gleiteigenschaften und eignet sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen an niedrigen Reibungskoeffizienten und Verschleißfestigkeit. Insbesondere mit Kohlefaser, Graphit und PTFE modifiziertes PEEK weist eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf.

(7) Hohe Temperaturbeständigkeit: PEEK hat eine hohe Glasübergangstemperatur (Tg = 143 °C) und einen hohen Schmelzpunkt (Tm = 334 °C), seine thermische Verformungstemperatur beträgt bis zu 316 °C, die langfristige Gebrauchstemperatur beträgt 260 °C, die momentane Gebrauchstemperatur kann 300 °C erreichen und bleibt über einen langen Zeitraum hohen Temperaturen und hohem Druck ausgesetzt, ohne dass seine physikalischen Eigenschaften verloren gehen.

(8) Hydrolysebeständigkeit: PEEK-Produkte können bei Eintauchen in Dampf bei 260 °C oder in Wasser mit hohem Druck Tausende von Stunden lang ohne erkennbare Leistungseinbußen weiter verwendet werden. PEEK weist von allen technischen Kunststoffen die beste Beständigkeit gegen Hydrolyse und Dampf auf.

(9) Ungiftig: kann in der Lebensmittelhygiene, bei medizinischen Geräten und in anderen Bereichen verwendet werden.

(10) Korrosionsbeständigkeit: Außer in konzentrierter Schwefelsäure ist PEEK in allen Lösungsmitteln sowie in starken Säuren und Laugen unlöslich und weist eine hohe chemische Stabilität auf.

(11) Ermüdungsbeständigkeit: PEEK weist die beste Ermüdungsbeständigkeit aller thermoplastischen Harzmaterialien auf.

Die Anwendung von PEEK

Polyetheretherketon (PEEK)-Harz ist ein spezieller technischer Kunststoff mit hervorragender Leistung und einer Reihe bedeutender Vorteile im Vergleich zu anderen speziellen technischen Kunststoffen: hohe Temperaturbeständigkeit, gute mechanische Leistung, Selbstschmierung, chemische Korrosionsbeständigkeit, Flammschutz, Ablösebeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Isolationsstabilität, Hydrolysebeständigkeit und einfache Verarbeitung usw. Es wird häufig im medizinischen Bereich verwendet.

PEEK-Harz hält bis zu 3000 Autoklavierzyklen bei 134 °C stand und eignet sich daher für die Herstellung hochsterilisierter chirurgischer und zahnärztlicher Geräte, die wiederholt verwendet werden müssen. PEEK hat nicht nur die Vorteile von geringem Gewicht, Ungiftigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sondern verfügt auch über die Eigenschaften des Elastizitätsmoduls des menschlichen Kortex, der sich organisch mit dem Körper verbinden kann. Daher ist die Verwendung von PEEK-Harz anstelle von Metall zur Herstellung menschlicher Skelette eine weitere wichtige Anwendung im medizinischen Bereich.

PEEK wurde 1999 erstmals in der Klinik eingesetzt. Seitdem wurden mehr als fünf MillionenPEEK Produktewurden in Menschen implantiert und sind damit der Goldstandard bei der Wirbelsäulenfusion. In den letzten Jahren wurde PEEK als „das ideale Material für die nächste Generation implantierbarer medizinischer Produkte“ gelobt.

Welche Arten von Implantaten werden aus PEEK hergestellt?
（1）Knochenersatz, maxillofaziale Knochenimplantate
（2）Wirbelsäulenchirurgie, Wirbelsäulen-Intervertebrale-Fusion
（3）und Hüftknochenersatz, Gelenkimplantate
（4）die orthopädische Ausrüstung: die feste Platte und Schrauben
（5）Zahnersatz CFR – PEEK – hergestellt aus Zahnimplantaten, Zahnprothesen, Wurzelretention
（6） in der Herzchirurgie die Herzpumpen und -klappen

Welche Unternehmen weltweit können PEEK-Langzeitimplantate herstellen? Peek-optima wird von Invibio, der Biomaterialabteilung von Victrex in Großbritannien, hergestellt.PEEK;

(1) Das auf den Markt gebrachte implantierbare PEEK-Material verfügt derzeit über einen absoluten Monopolvorteil auf dem Weltmarkt.
(2) Das belgische Unternehmen Solvay hat im Jahr 2009 das implantattaugliche PEEK-Material zenIVa-PEEK auf den Markt gebracht.
(3) Evonik aus Deutschland trat Anfang 2014 mit dem Produktnamen VESTAKEEP PEEK in den chinesischen Markt ein.
(4) Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., der einzige Hersteller von PEEK-Material auf Implantatniveau in China, hat PEEK JS-S1 auf Implantatniveau unter dem Markennamen NATUREGEN und der Markenqualität JS-S1 auf den Markt gebracht.

Die Geschichte von PEEK

Erste Inkubationszeit (1978-1992):

PEEK ist ein spezieller technischer Hochleistungskunststoff, der 1978 von ICI entwickelt wurde. ICI hat ein Patent darauf angemeldet und es industriell hergestellt. Die Produktionskapazität liegt bei 1000 Tonnen pro Jahr. Verwendung findet es vor allem in der Rüstungsindustrie.

Entwicklung und Zusammenbruch von Monopolen (1993-2004):

Victrex erwarb das PEEK-Geschäft von ICI, was eine Monopolentwicklungsentwicklung zeigt, und erweiterte kontinuierlich den Produktionsumfang. Im Jahr 2003 stieg die jährliche Produktionskapazität auf 2800 Tonnen. Anschließend wurden nacheinander ähnliche Produkte von DuPont, BASF, der japanischen Mitsui Tosei Chemical Company und Telep aus den USA entwickelt. PEEK wurde von seinen anfänglichen militärischen Anwendungen auf industrielle und biomedizinische Anwendungen ausgeweitet.

PEEK wurde vom Pariser Koordinierungskomitee schon lange als strategisches Material für Chinas Blockade und Embargo aufgeführt. Um den Anforderungen der Landesverteidigung und der zivilen Hightech-Entwicklung gerecht zu werden, hat der Staat es in die nationalen Schlüsselforschungsprojekte für Wissenschaft und Technologie vom siebten bis zum zehnten Fünfjahresplan und in den Forschungsplan 863 aufgenommen. Mit starker Unterstützung der chinesischen Politik entwickelte das Team von Professor Wu Zhongwen von der Jilin-Universität unabhängig eine PEEK-Patenttechnologie mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten und gründete die Jida High-tech Materials Co., LTD., die mit der Produktion begann.

Umfassende Entwicklungsphase (2005-heute):

Im Jahr 2005 übernahm Evonik das PEEK-Geschäft der indischen Garda, während Solvay das PEEK-Geschäft übernahm. Im Jahr 2009 traten die chinesische Jinfa Technology Co., LTD., Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. und andere Unternehmen in den Markt ein, und PEEK trat in die Phase der umfassenden Entwicklung ein. Darüber hinaus entwickelt sich die Modifizierung der PEEK-Verbund- und Verarbeitungstechnologie allmählich weiter und das Anwendungsfeld erweitert sich ebenfalls. Aufgrund der großen Anzahl von Herstellern, die sich weltweit auf die Produktion von PEEK spezialisiert haben, wird der Wettbewerb auf dem Markt immer härter. Derzeit sind Wiggs, Solvay und Evonik die drei größten PEEK-Hersteller der Welt.