Polieter eter cetonă
| Polieter eter cetonă | |
|---|---|
 Structura chimică a monomerului care constituie unitatea de repetare a polimerului. | |
| Denumiri alternative | |
| ARUNCA O PRIVIRE | |
| numar CAS | |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 1.320 |
| Temperatura de topire ( K ) | aproximativ 343 ° C |
| Proprietăți mecanice | |
| Modulul longitudinal de elasticitate ( GPa ) | 3.6 |
Polieter eter cetonă ( PEEK ) este un polimer organic termoplastic incolor din familia poliariletercetonelor (PAEK), utilizat în aplicații de inginerie ca tehnopolimer .
Sinteză
Polimerii PEEK sunt obținuți prin polimerizare pas cu pas prin dialchilarea sărurilor bisfenolate. Cea mai frecventă reacție este cea a 4,4'-difluorobenzofenonei cu sarea disodică a hidrochinonei , care este generată in situ prin deprotonare cu carbonat de sodiu . Reacția este efectuată la aproximativ 300 ° C în solvenți aprotici polari, cum ar fi DMSO sau DMF . [1] [2]
Aplicații
Datorită robusteții sale, pentru care este considerat de fapt un tehnopolimer, PEEK este utilizat pentru fabricarea obiectelor utilizate în aplicații solicitante, inclusiv rulmenți cu bile , piese de piston , pompe , supape , coloane HPLC , plăci de compresie și izolarea cablurilor. Este una dintre puținele materiale plastice compatibile cu aplicații cu vid ultra-ridicat. PEEK este considerat un biomaterial avansat utilizat în implanturile medicale . Utilizează din ce în ce mai mult dispozitivele de fuziune spinală și tijele de întărire. Este utilizat pe scară largă în industria aerospațială, auto și a proceselor chimice. [3] Proprietățile mecanice ale PEEK la temperaturi ridicate au determinat utilizarea acestuia în cel puțin două varietăți de extrudere Reprap ca izolator termic. Aceasta înseamnă că structura mecanică principală a extruderului poate fi realizată din același material extrudat, atâta timp cât izolatorul PEEK împiedică mișcarea căldurii dincolo de zona de topire prevăzută.
Proprietate
| Proprietăți mecanice | |
|---|---|
| Densitate | 1320 kg / m³ |
| Modulul lui Young ( E ) | 3,6 G Pa |
| Sarcina de rupere ( σ t ) | 90-100 M Pa |
| Alungire la rupere | 50% |
| test de crestătură | 55 k J / m² |
| Temperatura de tranziție a sticlei | 143 ° C |
| Conductivitate termică | 0,25 W / m K. |
| sursa: [4] | |
PEEK este un polimer termoplastic semicristalin cu proprietăți excelente de rezistență mecanică și chimică care se mențin chiar și la temperaturi ridicate. Condițiile de procesare utilizate pentru imprimarea PEEK pot afecta cristalinitatea și, prin urmare, proprietățile mecanice. Modulul lui Young este de 3,6 GPa, iar rezistența la tracțiune , care nu variază prea mult cu greutatea moleculară , variază de la 90 la 100 MPa. [5] PEEK are o temperatură de tranziție a sticlei de aproximativ 143 ° C și se topește la aproximativ 343 ° C. Unele tipuri au o temperatură de funcționare utilă de până la 250 ° C. Conductivitatea termică în funcție de temperatură crește aproape liniar între temperatura ambiantă și temperatura de topire. [6] Este foarte rezistent la degradarea termică și la atacurile din medii organice și apoase. Este atacat de halogeni și acizi puternici Brønsted și Lewis , precum și de unii compuși halogenați și hidrocarburi alifatice la temperaturi ridicate. Este solubil în acid sulfuric concentrat la temperatura camerei, deși dizolvarea poate dura mult timp, cu excepția cazului în care polimerul are o suprafață ridicată în raport cu volumul - cum ar fi o pulbere fină sau o peliculă subțire. De asemenea, are o rezistență ridicată la biodegradare .
Variante de proces
PEEK se topește la o temperatură relativ ridicată (343 ° C) comparativ cu majoritatea celorlalte termoplastice. În intervalul temperaturii sale de topire, acesta poate fi prelucrat prin turnare prin injecție sau prin metode de extrudare . O companie din San Francisco a demonstrat pentru prima dată posibilitatea tehnică de a procesa PEEK sub formă granulară sub formă de filament și imprimare 3D din material filamentar folosind tehnologia Fused Deposition Modeling - FDM (filament fuzionat sau fabricare - FFF). [7] [8] În ianuarie 2016, un startup german, cu sediul în Karlsruhe , a prezentat un filament PEEK pentru producția de dispozitive medicale până la clasa IIa. [9] Cu acest nou filament, a fost posibilă utilizarea metodei FFF pentru diverse aplicații medicale, cum ar fi cele dentare.
PEEK în stare solidă este ușor de prelucrat, de exemplu, prin mașini de frezat (CNC) și este utilizat în mod obișnuit pentru a produce piese din plastic de înaltă calitate, care sunt stabile la căldură și izolatoare termic și electric. PEEK este adesea considerat un produs de lux pentru ingineria materialelor plastice, cum ar fi Delrin , PTFE sau nailon .
Memorie de formă PEEK pentru aplicații biomedicale
PEEK nu este în mod tradițional un polimer cu memorie de formă ; Cu toate acestea, progresele recente ale procesului au adus comportamentul memoriei de formă în PEEK prin activare mecanică. Această tehnologie și-a extins aplicațiile în chirurgia ortopedică . [10]
Notă
- ^ (EN) David Parker, Bussink Jan și Hendrik T. van de Grampel, Polymers, High-Temperature , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 1 ianuarie 2000, DOI : 10.1002 / 14356007. a21_449 , ISBN 978-3-527-30673-2 . Adus pe 5 iulie 2016 .
- ^ David Kemmish "Actualizare privind tehnologia și aplicațiile PolyArylEtherKetones" 2010.
- ^ Michael Lauzon, Diversified Plastics Inc., PEEK care joacă rolul sondei spațiale , PlasticsNews.com , Crain Communications Inc , 4 mai 2012. Accesat la 6 mai 2012 .
- ^ AK van der Vegt & LE Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5
- ^ Date despre proprietățile materialului: polieteretercetonă (PEEK) , www.makeitfrom.com
- ^ J. Blumm, A. Lindemann, A. Schopper, "Influența conținutului CNT asupra proprietăților termofizice ale compozitelor PEEK-CNT", Proceedings of the 29th Japan Symposium on Thermophysical Properties , 8-10 octombrie 2008, Tokyo
- ^ Michael Newsom, Arevo Labs anunță materiale de înaltă performanță consolidate cu fibră de carbon și nanotuburi pentru procesul de imprimare 3D , comunicate de presă Solvay , LouVan Communications Inc .. Accesat pe 27 ianuarie 2016 .
- ^ Ann Thryft, 3D Printing High-Strength Carbon Composites Folosind PEEK, PAEK , la designnews.com , Design News. Adus pe 27 ianuarie 2016 .
- ^ Comunicat de presă Indmatec PEEK MedTec .
- ^ "Tehnologii chirurgicale; MedShape Solutions, Inc. anunță primul dispozitiv PEEK cu memorie de formă autorizat de FDA; închiderea ofertei de capital de 10 milioane USD". Scrisoare medicală pe CDC și FDA
linkuri externe
- ( EN ) Polieter eter cetonă , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
