Polietereterchetone(SBIRCIARE)è un tecnopolimero speciale ad altissime prestazioni sviluppato dalla British Imperial Chemical Industries (ICI) nel 1978. Poiché il PEEK è un materiale polimerico termoplastico cristallino aromatico con un punto di fusione di 334 gradi, ha un'elevata resistenza meccanica, resistenza alle alte temperature, impatto resistenza, ritardante di fiamma, resistenza agli acidi e agli alcali, resistenza all'idrolisi, resistenza all'usura, resistenza alla fatica, resistenza alle radiazioni ed eccellenti proprietà elettriche. Nella maggior parte dei casi può sostituire metalli, leghe, ceramica e altri materiali.
Struttura molecolare del PEEK
Sebbene sia un materiale composto, non produce gas non tossici quando brucia, quindi le sue aree di applicazione sono oggi in rapida espansione quando viene sostenuta una progettazione ecologica e rispettosa dell'ambiente.
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Preparazione del PEEK
Il PEEK viene sintetizzato utilizzando 4,4-difluorobenzofenone, idrochinone e carbonato di sodio come materie prime, difenil solfone come solvente e, sotto la protezione dell'azoto, la resina polimerica PEEK viene ottenuta riscaldando gradualmente fino a una temperatura vicina al punto di fusione del polimero (320 gradi). La formula di reazione è la seguente:
Formula di reazione per la sintesi del PEEK
Il costo del PEEK dipende principalmente dal monomero ad elevata purezza 4,4-difluorobenzofenone. Esistono molti metodi per la sua sintesi, tra cui principalmente la condensazione dei composti del benzene, lo scambio di alogeni, la disidratazione catalitica, l'ossidazione del dicloroetilene, l'alchilazione di Friedel-Crafts e la diazotazione. I primi quattro metodi presentano svantaggi quali bassa resa di reazione, elevato contenuto di impurità come isomeri, processo di raffinazione complesso ed elevati costi di produzione a vari livelli.
Gli attuali metodi di produzione sono principalmente l'alchilazione e la diazotazione di Friedel-Crafts. L'alchilazione di Friedel-Crafts ha materie prime facili da ottenere, un percorso di sintesi breve, un'elevata resa e un basso costo di produzione. La sua formula di reazione di sintesi è la seguente:
Formula della reazione di alchilazione di Friedel-Crafts per la sintesi del PEEK
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Processo di produzione del PEEK
PEEK ha due vie sintetiche: sostituzione nucleofila e sostituzione elettrofila. A causa degli svantaggi della via di sostituzione elettrofila, come la facile ramificazione del prodotto, una grande quantità di catalizzatore e solvente e l'ostilità ambientale, la via di sostituzione nucleofila viene generalmente utilizzata a livello internazionale. Solo la Cina e il Regno Unito hanno produttori che dispongono veramente della tecnologia di produzione del PEEK. La maggior parte dei paesi stranieri utilizza il processo Victrex nel Regno Unito per preparare le materie prime della resina PEEK, mentre a livello nazionale viene utilizzato principalmente il processo dell'Università di Jilin.
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Proprietà fisiche e chimiche dei materiali PEEK
(1) Basso modulo elastico vicino a quello dell'osso (PEEK è circa 3,8 GPa, osso spongioso è 3,2-7,8 GPa, osso corticale è 17-20GPa e la lega di titanio TC4 è circa 110 GPa), che può prevenire l'effetto di protezione dallo stress e mantenere l'osso circostante alla sua forza originale.
(2) Può passare attraverso i raggi X e non viene visualizzato durante le scansioni TC e MRI, rendendo più semplice la valutazione della crescita ossea e del processo di guarigione; in alcuni casi, quando è necessario vedere l'impianto, ciò può essere ottenuto anche attraverso una modifica. Inoltre, ha una forte resistenza alle radiazioni. Il PEEK ha una struttura chimica molto stabile. Le parti in PEEK possono funzionare normalmente anche con alte dosi di radiazioni ionizzanti.
(3) Eccellenti prestazioni di sterilizzazione. Anche se esposto a lungo al vapore caldo, all'ossido di etilene e ai raggi gamma, può comunque mantenere le sue proprietà originali. Può essere utilizzato a lungo a una temperatura elevata di 250 gradi e la temperatura di utilizzo istantanea può raggiungere i 300 gradi.
(4) Buona biocompatibilità.
(5) Le proprietà meccaniche possono essere regolate. È possibile aggiungere diversi additivi, tra cui fibra di carbonio, solfato di bario e fibra di vetro, per soddisfare diversi requisiti applicativi specifici.
(6) Maggiore libertà di progettazione. Può essere facilmente lavorato da semilavorati o prodotto mediante stampaggio ad iniezione. Lo stampaggio PEEK può essere stampaggio a iniezione, stampaggio per estrusione e tecnologia di stampa 3D.
Applicazioni attuali nei dispositivi medici ortopedici
Medicina dello sport, campo articolare, chirurgia craniomaxillo-facciale, dispositivo interspinoso.
Attualmente, le aziende coinvolte in questo campo, come MDT, Depuy, Jiangsu Junhua, Smith & Nephew e altri produttori, stanno tutte sviluppando e producendo.
I processi di stampaggio a iniezione ed estrusione che soddisfano la biocompatibilità rappresentano una direzione importante.
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Cateteri medici
La parte a monte dell'industria dei cateteri medici comprende principalmente l'industria dei materiali, l'industria manifatturiera di apparecchiature per l'automazione, la produzione di accessori per dispositivi medici e altre industrie, mentre la parte a valle sono le istituzioni mediche.
Tra questi, un’offerta a monte sufficiente ha un impatto minimo sul settore, mentre la domanda a valle è il fattore principale per la crescita e la redditività del settore dei cateteri medici. Inoltre, negli ultimi anni, la quota di mercato dei cateteri medici delle aziende locali è piuttosto ampia, tra cui Jiangsu Junhua e Fujian Anping hanno una grande produzione e volume di vendite di cateteri medici in PEEK. In futuro, man mano che la forza complessiva delle grandi aziende nazionali migliorerà ulteriormente, la concentrazione del mercato aumenterà ulteriormente.
Lo sviluppo dell'industria dei cateteri medici nel mio Paese ha iniziato a prendere forma e il modello generale è rivolto all'esterno. Oltre a soddisfare la domanda interna, i prodotti vengono esportati di più ogni anno. Allo stesso tempo, il mio paese importa ogni anno un gran numero di cateteri medici per soddisfare la domanda di prodotti diversi da parte del mercato interno. I cateteri medici in PEEK sono prodotti di dispositivi medici di base e sono ampiamente utilizzati nella diagnosi, nel trattamento, nel monitoraggio, nel pronto soccorso, nel drenaggio, nella perfusione, nella somministrazione di gas, nella somministrazione di sangue e nella riabilitazione. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, l'aspettativa di vita media mondiale continua a crescere e la tendenza all'invecchiamento si intensifica, l'ambito di applicazione dei cateteri medici nella diagnosi e nel trattamento medico moderno e nell'assistenza domiciliare continuerà ad espandersi e l'importanza continuerà a crescere aumento. Il settore ha un grande potenziale per lo sviluppo futuro.
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SBIRCIAREproduzione di cateteri
La produzione di cateteri medici PEEK rispetta requisiti ambientali, le attrezzature e le materie prime devono essere conformi agli standard ISO13485 e devono essere rigorosamente sterilizzate e disinfettate. Allo stesso tempo, il catetere deve essere sottoposto a numerose operazioni di post-elaborazione, come la stampa dell'anello, la sigillatura delle estremità, l'espansione, la perforazione e la piegatura fissa. Allo stato attuale, Jiangsu Junhua Special Plastics e Fujian Anping sono relativamente professionali nella produzione di cateteri PEEK in Cina.
Esistono molte categorie di dispositivi medici, che possono essere suddivise in quattro categorie: materiali di consumo medici di alto valore, materiali di consumo medici di basso valore, apparecchiature mediche e IVD (diagnostica in vitro). In base ai diversi scenari di utilizzo e funzioni, i materiali di consumo medici di alto valore sono suddivisi in impianti ortopedici, interventi vascolari, neurochirurgia, oftalmologia, elettrofisiologia e pacemaker, ecc. Secondo i principi tecnici e le differenze funzionali, le apparecchiature mediche possono essere suddivise in apparecchiature diagnostiche (imaging diagnosi quali DR, ecografia a colori, risonanza magnetica), apparecchiature di trattamento (vari strumenti chirurgici, macchinari per radioterapia), ecc.; sebbene le suddivisioni delle apparecchiature mediche varino notevolmente, ogni anello richiede la sua partecipazione e la preparazione delle apparecchiature mediche comprende materiali polimerici, elettronica, macchinari, scienze della vita, ecc.
