和瑞璐塑業(yè)一起了解PEEK導管在醫(yī)療領域的生產(chǎn)及應用
聚醚醚酮(PEEK),由英國帝國化工公司(ICI由于PEEK屬于芳香族結(jié)晶熱塑性聚合物材料,熔點為334℃,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻射和優(yōu)異的電氣性能,在大多數(shù)情況下可以取代金屬、合金、陶瓷等材料。
01
PEEK的制備
PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚和碳酸鈉作為溶劑,在氮氣的保護下逐漸升溫至接近聚合物熔點的溫度(320℃)獲得聚合物P)EEK樹脂。
PEEK成本主要取決于高純度單體4,4-二氟二苯酮。其合成方法有苯系化合物縮合法、鹵素交換法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法和重氮化法六種。前四種方法存在反應收率低、異構(gòu)體雜質(zhì)含量高、精制工藝復雜、生產(chǎn)成本高等缺點。
目前的生產(chǎn)方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。合成路線短,收率高,生產(chǎn)成本低。
02
PEEK的生產(chǎn)工藝
PEEK合成路線有兩種工藝路線:親核取代和親電取代。由于產(chǎn)品易于支化、催化劑和溶劑用量大、環(huán)境不友好等缺點,目前國際上一般采用親核取代路線。真的有PEEK只有中國和英國是生產(chǎn)技術的制造商。大多數(shù)外國國家制備PEEK樹脂原料采用英國威格斯的工藝方法,而吉林大學的工藝方法主要用于中國。
03
PEEK材料的物化性能
(1)彈性模量較低,接近骨(PEEK 3.8GPa左右,松骨,松骨 3.2-7.8GPa、皮質(zhì)骨 17-20GPa、鈦合金TC4 110GPa左右),可防止應力屏蔽效應,保持周圍骨骼原有強度。
(2)CT和MRI掃描時不顯影,可以更容易地評估骨生長和治愈過程;在某些情況下,當需要看到植入物時,也可以通過改性來實現(xiàn)。而且抗輻射性強,PEEK在高劑量電離輻射下,化學結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,PEEK零件也可以正常工作。
(3)即使長期暴露在熱蒸汽、環(huán)氧乙烷和伽馬射線下,優(yōu)異的消毒性能仍能保持其原有性質(zhì)不變。惡劣溫度為250℃可長期使用,瞬時使用溫度可達300℃。
(4)生物相容性好。
(5)機械性能可調(diào)節(jié),可添加碳纖維、硫酸鋇、玻璃纖維等不同添加劑,以滿足不同的具體應用需求。
(6)設計自由度較大,可輕松用半成品坯料機加工或注塑生產(chǎn),PEEK成型加工可注射成型、擠出成型、3D打印技術。
目前骨科醫(yī)療器械的應用
運動醫(yī)學、關節(jié)、顱頜面外科、棘突間裝置。
注塑和擠出工藝是滿足生物相容性的主要方向。