Polyetheretherketon(SPÄHEN)ist ein ultrahochleistungsfähiger spezieller technischer Kunststoff, der 1978 von der britischen Imperial Chemical Industries (ICI) entwickelt wurde. Da PEEK ein aromatisches kristallines thermoplastisches Polymermaterial mit einem Schmelzpunkt von 334 Grad ist, weist es eine hohe mechanische Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und Schlagfestigkeit auf Beständigkeit, Flammhemmung, Säure- und Alkalibeständigkeit, Hydrolysebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und hervorragende elektrische Eigenschaften. In den meisten Fällen kann es Metalle, Legierungen, Keramik und andere Materialien ersetzen.
Molekulare Struktur von PEEK
Obwohl es sich um ein Verbundmaterial handelt, erzeugt es beim Verbrennen keine ungiftigen Gase, sodass sich seine Anwendungsbereiche heutzutage rasch erweitern, wenn grünes und umweltfreundliches Design befürwortet wird.
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Herstellung von PEEK
PEEK wird unter Verwendung von 4,4-Difluorbenzophenon, Hydrochinon und Natriumcarbonat als Rohstoffen sowie Diphenylsulfon als Lösungsmittel synthetisiert. Unter dem Schutz von Stickstoff wird das Polymer-PEEK-Harz durch allmähliches Erhitzen auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt erhalten des Polymers (320 Grad). Die Reaktionsformel lautet wie folgt:
Reaktionsformel für die PEEK-Synthese
Die Kosten für PEEK hängen hauptsächlich vom hochreinen Monomer 4,4-Difluorbenzophenon ab. Es gibt viele Methoden zu seiner Synthese, darunter vor allem die Kondensation von Benzolverbindungen, der Halogenaustausch, die katalytische Dehydratisierung, die Dichlorethylenoxidation, die Friedel-Crafts-Alkylierung und die Diazotierung. Die ersten vier Methoden haben Nachteile wie eine geringe Reaktionsausbeute, einen hohen Gehalt an Verunreinigungen wie Isomeren, einen komplexen Raffinierungsprozess und in unterschiedlichem Maße hohe Produktionskosten.
Die aktuellen Produktionsmethoden sind hauptsächlich Friedel-Crafts-Alkylierung und Diazotierung. Die Friedel-Crafts-Alkylierung ermöglicht eine einfache Gewinnung von Rohstoffen, einen kurzen Syntheseweg, eine hohe Ausbeute und niedrige Produktionskosten. Seine Synthesereaktionsformel lautet wie folgt:
Friedel-Crafts-Alkylierungsreaktionsformel zur Synthese von PEEK
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PEEK-Produktionsprozess
PEEK verfügt über zwei Synthesewege: nukleophile Substitution und elektrophile Substitution. Aufgrund der Nachteile des elektrophilen Substitutionswegs, wie z. B. leichte Verzweigung des Produkts, große Mengen an Katalysator und Lösungsmittel sowie Umweltfreundlichkeit, wird der nukleophile Substitutionsweg international im Allgemeinen verwendet. Nur in China und im Vereinigten Königreich gibt es Hersteller, die wirklich über die PEEK-Produktionstechnologie verfügen. Die meisten ausländischen Länder verwenden das Verfahren von Victrex im Vereinigten Königreich zur Herstellung von PEEK-Harz-Rohstoffen, während im Inland hauptsächlich das Verfahren der Universität Jilin verwendet wird.
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Physikalische und chemische Eigenschaften von PEEK-Materialien
(1) Niedriger Elastizitätsmodul nahe dem von Knochen (PEEK beträgt etwa 3,8 GPa, Spongiosa beträgt 3,2-7,8 GPa, kortikaler Knochen beträgt 17-20GPa und Titanlegierung TC4 beträgt etwa 110 GPa), Dies kann eine Stress-Shielding-Wirkung verhindern und den umgebenden Knochen in seiner ursprünglichen Stärke halten.
(2) Es kann Röntgenstrahlen passieren und ist bei CT- und MRT-Scans nicht sichtbar, was die Beurteilung des Knochenwachstums und des Heilungsprozesses erleichtert; In einigen Fällen, in denen es notwendig ist, das Implantat zu sehen, kann dies auch durch Modifikation erreicht werden. Darüber hinaus weist es eine hohe Strahlungsbeständigkeit auf. PEEK hat eine sehr stabile chemische Struktur. PEEK-Teile können auch unter hohen Dosen ionisierender Strahlung normal funktionieren.
(3) Hervorragende Sterilisationsleistung. Auch wenn es längere Zeit heißem Dampf, Ethylenoxid und Gammastrahlen ausgesetzt ist, behält es seine ursprünglichen Eigenschaften. Es kann über einen langen Zeitraum bei einer harten Temperatur von 250 Grad verwendet werden, und die momentane Betriebstemperatur kann 300 Grad erreichen.
(4) Gute Biokompatibilität.
(5) Mechanische Eigenschaften können angepasst werden. Es können verschiedene Additive hinzugefügt werden, darunter Kohlefaser, Bariumsulfat und Glasfaser, um unterschiedliche spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen.
(6) Größere Gestaltungsfreiheit. Es kann problemlos aus Halbzeugrohlingen bearbeitet oder im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Beim PEEK-Formen kann es sich um Spritzguss-, Extrusionsguss- und 3D-Drucktechnologie handeln.
Aktuelle Anwendungen in orthopädischen Medizinprodukten
Sportmedizin, Gelenkbereich, kraniomaxillofaziale Chirurgie, interspinale Vorrichtung.
Derzeit entwickeln und produzieren in diesem Bereich tätige Unternehmen wie MDT, Depuy, Jiangsu Junhua, Smith & Nephew und andere.
Eine wichtige Richtung sind Spritzguss- und Extrusionsverfahren, die der Biokompatibilität genügen.
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Medizinische Katheter
Die vorgelagerte Industrie für medizinische Katheter umfasst hauptsächlich die Materialindustrie, die Industrie für die Herstellung von Automatisierungsgeräten, die Produktion von Zubehör für medizinische Geräte und andere Industrien, während die nachgelagerten Industrien medizinische Einrichtungen sind.
Unter anderem hat ein ausreichendes vorgelagertes Angebot kaum Auswirkungen auf die Branche, und die nachgelagerte Nachfrage ist der Kernfaktor für das Wachstum und die Rentabilität der medizinischen Katheterindustrie. Darüber hinaus ist der Marktanteil medizinischer Katheter lokaler Unternehmen in den letzten Jahren recht groß, darunter Jiangsu Junhua und Fujian Anping über ein großes Produktions- und Verkaufsvolumen medizinischer PEEK-Katheter. In Zukunft wird die Marktkonzentration weiter verbessert, da die Gesamtstärke großer inländischer Unternehmen weiter verbessert wird.
Die Entwicklung der medizinischen Katheterindustrie meines Landes hat begonnen, Gestalt anzunehmen, und das Gesamtmuster ist nach außen gerichtet. Zusätzlich zur Deckung der Inlandsnachfrage werden die Produkte jedes Jahr mehr exportiert. Gleichzeitig importiert mein Land jedes Jahr eine große Anzahl medizinischer Katheter, um die Nachfrage des Inlandsmarktes nach verschiedenen Produkten zu decken. Medizinische PEEK-Katheter sind grundlegende medizinische Geräteprodukte und werden häufig in den Bereichen Diagnose, Behandlung, Überwachung, Erste Hilfe, Drainage, Perfusion, Gaszufuhr, Blutzufuhr und Rehabilitation eingesetzt. Mit der Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie steigt die durchschnittliche Lebenserwartung weltweit weiter an und der Alterungstrend verstärkt sich, der Anwendungsbereich medizinischer Katheter in der modernen medizinischen Diagnose und Behandlung sowie in der häuslichen Pflege wird weiter zunehmen und die Bedeutung wird weiterhin zunehmen Zunahme. Die Branche verfügt über großes Potenzial für die zukünftige Entwicklung.
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SPÄHENKatheterproduktion
Für die Herstellung medizinischer PEEK-Katheter gelten Umweltanforderungen, Geräte und Rohstoffe müssen den ISO13485-Standards entsprechen und streng sterilisiert und desinfiziert werden. Gleichzeitig muss der Katheter einer umfangreichen Nachbearbeitung unterzogen werden, z. B. Ringdruck, Endversiegelung, Erweiterung, Stanzung und festes Biegen. Derzeit sind Jiangsu Junhua Special Plastics und Fujian Anping relativ professionell in der Produktion von PEEK-Kathetern in China.
Es gibt viele Kategorien von Medizinprodukten, die in vier Kategorien unterteilt werden können: hochwertige medizinische Verbrauchsmaterialien, minderwertige medizinische Verbrauchsmaterialien, medizinische Geräte und IVD (In-vitro-Diagnostik). Hochwertige medizinische Verbrauchsmaterialien werden entsprechend unterschiedlicher Einsatzszenarien und Funktionen in orthopädische Implantate, Gefäßeingriffe, Neurochirurgie, Ophthalmologie, Elektrophysiologie und Herzschrittmacher usw. unterteilt. Medizinische Geräte können nach technischen Prinzipien und Funktionsunterschieden in Diagnosegeräte (Bildgebung) unterteilt werden Diagnose wie DR, Farbultraschall, Magnetresonanztomographie), Behandlungsgeräte (verschiedene chirurgische Instrumente, Strahlentherapiegeräte) usw.; Obwohl die Unterteilungen medizinischer Geräte sehr unterschiedlich sind, erfordert jede Verbindung ihre Beteiligung, und die Vorbereitung medizinischer Geräte umfasst Polymermaterialien, Elektronik, Maschinen, Biowissenschaften usw.
