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polyétheréthercétone
Structure chimique du monomère constitutif' src=
chimie de monomère constituant le motif répétitif du polymère.
noms alternatifs
PEEK
CAS 29658-26-2
propriétés physico-chimiques
densité (G / cm3, en C.S.) 1.320
Point de fusion (K) environ 343 ° C
propriétés mécaniques
du module d'élasticité longitudinal (GPa) 3.6

la polyétheréthercétone (PEEK) Il est polymère thermoplastique organique polyarylethercétones Incolore de la famille (PAEK), utilisés dans des applications d'ingénierie comme polymère.

résumé

Les polymères PEEK sont obtenus par polymérisation de l'étape par dialkylation de sels bisfenolati. La réaction la plus courante est celle de 4,4'-difluorobenzofenone avec le sel de disodium dell 'hydroquinone, où il est produit in situ par déprotonation avec le carbonate de sodium. La réaction est effectuée à environ 300 ° C dans des solvants aprotiques polaires, tels que DMSO ou DMF.[1][2]

Synthèse de PEEK.svg

applications

En raison de sa robustesse, pour ce qui est considéré en fait un polymère d'ingénierie, PEEK est utilisé pour fabriquer des objets utilisés dans des applications exigeantes, y compris la roulement à billes, parties piston, pompes, vannes, colonnes HPLC, des plaques de compression et à l'isolation des câbles. Il est l'un des rares matières plastiques compatibles avec les applications sous vide ultra-élevé. PEEK est considéré comme un biomatériau Avancé utilisé dans implants médicaux. Il consiste à trouver de plus en plus utilisées dans des dispositifs de fusion de la colonne vertébrale et des tiges de renforcement. Il est largement utilisé dans le processus de l'aéronautique, l'automobile et chimique.[3] Les propriétés mécaniques de PEEK à des températures élevées l'a amené à être utilisé dans au moins deux variétés de extrudeuses Reprap comme isolation thermique. Cela signifie que la principale structure mécanique de l'extrudeuse peut être réalisée dans le même matériau qui est extrudé, à condition que l'isolateur de PEEK empêche la chaleur de s'échapper au-delà de la zone de fusion attendu.

propriété

propriétés mécaniques
densité 1320 kg / m³
Module d'élasticité (et) 3.6 solPennsylvanie
résistance à la traction (σt) 90-100 MPennsylvanie
Allongement à la rupture 50%
test encoche 55 kJ/ m²
Température de transition vitreuse 143 °C
La conductivité thermique 0,25 W / mK
source:[4]

Le PEEK est un polymère thermoplastique semi-cristallin présentant d'excellentes propriétés mécaniques et de résistance aux produits chimiques qui sont retenues, même à des températures élevées. Les conditions de traitement utilisées pour imprimer PEEK peuvent affecter la cristallinité, et donc les propriétés mécaniques. la module de Young est de 3,6 GPa et charge de rupture, qui ne varie pas beaucoup avec le poids moléculaire, de 90 à 100 MPa.[5] PEEK a une température de transition vitreuse d'environ 143 ° C et fond à environ 343 ° C Certains types ont une température de fonctionnement utile allant jusqu'à 250 ° C La conductivité thermique en fonction de la température augmente presque linéairement entre la température ambiante et la température de fusion.[6] Il est très résistant à la dégradation thermique et l'attaque de milieux organiques et aqueux. Il est attaqué par halogènes et des acides forts Brønsted et Lewis ainsi que par des composés halogénés et des hydrocarbures aliphatiques à des températures élevées. Il est soluble dans acide sulfurique concentré à la température ambiante, bien que la dissolution peut prendre un certain temps à moins que le polymère ne comporte pas de zone de surface élevée par rapport au volume: ainsi comme une fin ou une poudre à couche mince. Il présente également une résistance élevée à biodégradation.

variantes de processus

Le PEEK fond à une température relativement élevée (343 ° C) par rapport à la plupart des autres matières thermoplastiques. Dans la gamme de sa température de fusion, il peut être travaillé avec moulage par injection ou méthodes d'extrusion. Une entreprise de San Francisco a démontré pour la première fois la faisabilité technique du traitement de PEEK sous forme de granulés sous une forme filamenteuse et impression 3D à partir d'un matériau filiforme en utilisant la technologie de Fused Deposition Modeling - FDM (filament fondu ou fabrication - FFF).[7][8] En Janvier 2016 Un démarrage allemand, basé à Karlsruhe, Il a présenté un filament PEEK pour la production de dispositifs médicaux jusqu'à la classe IIa.[9] Avec ce nouveau volet, il était possible d'utiliser la méthode pour FFF diverses applications médicales telles que les soins dentaires.

L'état solide PEEK est facilement traitable, par exemple, machines de fraisage (CNC) et est couramment utilisé pour produire des pièces en matière plastique de haute qualité qui sont thermostables et thermiquement et électriquement isolant. Le PEEK est souvent considéré comme un produit de luxe pour l'ingénierie des plastiques, comme le Delrin, la PTFE ou nylon.

PEEK mémoire de forme pour des applications biomédicales

Le PEEK est un polymère ne sont pas traditionnellement La mémoire de forme; Cependant, les progrès récents dans le processus introduit le comportement de mémoire de forme en PEEK par actionnement mécanique. Cette technologie a étendu ses applications orthopédie.[10]

notes

  1. ^ (FR) David Parker, Jan Bussink et Hendrik T. van de Grampel, Polymères, à haute température, en Encyclopédie de chimie industrielle de Ullmann, Wiley-VCH Verlag GmbH Co. KGaA 1er Janvier 2000, DOI:10.1002 / 14356007.a21_449, ISBN 978-3-527-30673-2. Récupéré le 5 Juillet 2016.
  2. ^ David Kemmish « Mise à jour sur la technologie et les applications de polyarylethercétones » en 2010.
  3. ^ Michael Lauzon, Diversified Plastics Inc., Jeux de rôle PEEK dans la sonde spatiale, sur PlasticsNews.com, Crain Communications Inc, le 4 mai 2012. Récupéré 6 mai 2012.
  4. ^ A.K. van der Vegt L.E. Govaert, Polymeren, van Keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5
  5. ^ Propriétés des matériaux Date: polyétheréthercétone (PEEK), www.makeitfrom.com
  6. ^ J. Blumm, A. Lindemann, A. Schopper, "Influence de la teneur CNT sur les propriétés thermophysiques des matériaux composites PEEK-CNT" Actes du colloque 29 Japon sur les propriétés thermophysiques, 8 au 10 octobre 2008, Tokyo
  7. ^ Michael Newsom, Arevo Labs annonce la fibre et des matériaux de haute performance renforcés carbon nanotube pour le procédé d'impression 3D, sur Solvay Communiqués de presse, LouVan Communications Inc .. Récupéré le 27 Janvier, 2016.
  8. ^ Ann Thryft, Impression 3D à haute résistance carbone Composites utilisant PEEK, PAEK, Design Nouvelles. Récupéré le 27 Janvier, 2016.
  9. ^ Communiqué de presse Indmatec PEEK MedTec.
  10. ^ « Surgical Technologies, MedShape Solutions, Inc. annonce la première approuvée par la FDA mémoire de forme PEEK périphérique, la fermeture de 10 M $ d'actions placement ». Lettre médicale du CDC FDA