폴리에테르에테르 케톤

Polyether ether ketone
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폴리에테르에테르 케톤
Polyetherketon.svg
식별자
펍켐 CID
특성.
C
19H
14F
2O
3
어금질량 328.3 g/190
밀도 1320 kg/m3
녹는점 343°C(649°F, 616K)
관련 화합물
관련 화합물
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
Infobox 참조 자료
폴리에테르에테르 케톤
물리적 성질
밀도(수치)1320 kg/m3
수분 흡수—24시간 이상0.1%
기계적 특성
영의 계량(E)3.6 GPA
인장강도(σσt)MPa 90-100
휴식시 신장(ationε)50%
노치 시험55kJ/m2
열적 특성
용해 온도(Tm)343 °C
유리 전환 온도(Tg)143 °C
열전도도(k)0.25(m³K)
[1]

폴리에테르에테르 케톤(PEEK)은 PAK(Polyerletherketone) 계열의 무색 유기 열가소성 중합체로 공학 용도에 사용된다. 이 폴리머는 1978년 11월에 처음 개발되었으며,[2] 이후 1980년대 초 당시 임페리얼 화학공업(ICI)이었던 빅렉스 PLC에 의해 시장에 소개되었다.[3]

합성

PEEK 중합체는 비스페놀레이트 염의 다이얼키플레이션에 의해 단계 성장 중합에 의해 얻어진다. 대표적인 것이 하이드로퀴논의 이소듐소금과 4,4'-디플루오로벤조페논의 반응인데, 탄산나트륨과 함께 디프로토닌을 분해하여 현장에서 생성된다. 반응은 디페닐 설폰과 같은 극성 무화합 용매에서 약 300 °C로 시행된다.[4][5]

Synthesis of PEEK.svg

특성.

PEEK는 높은 온도까지 유지되는 우수한 기계적 및 화학적 저항 특성을 가진 세미스트리샬린 열가소성 수지다. PEEK를 성형하는 데 사용되는 처리 조건은 결정성과 그에 따른 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 영의 계수는 3.6 GPA, 인장 강도는 90~100 MPa이며,[6] PEEK는 유리 전환 온도가 약 143°C(289°F)이며 약 343°C(662°F)를 녹인다. 일부 등급은 최대 250 °C(482 °F)의 유용한 작동 온도를 가진다.[4] 실온과 솔리더스 온도 사이의 온도에 따라 열전도도가 거의 선형적으로 증가한다.[7] 그것은 열 저하에 대한 내성이 강하며,[8] 유기 환경과 수성 환경 모두에 의한 공격에도 강하다. 할로겐과 강한 브뢰네스트드 및 루이스 산뿐만 아니라 고온에서 일부 할로겐화 화합물과 아열화 탄화수소의 공격을 받는다. 고분자가 미세한 분말이나 박막과 같이 표면적 대 부피 비율이 높은 형태를 갖추지 않는 한 해체는 매우 오랜 시간이 걸릴 수 있지만 상온에서 농축된 황산에 용해된다. 그것은 생분해에 대한 내성이 높다.

적용들

PEEK는 베어링, 피스톤 부품, 펌프, 고성능 액체 크로마토그래피 컬럼, 압축기 판막 밸브, 전기 케이블 절연 등 까다로운 용도를 위한 아이템을 제작하는 데 사용된다. 초고진공 애플리케이션과 호환되는 몇 안 되는 플라스틱 중 하나로 항공우주, 자동차, 텔레트로닉, 화학 산업에 적합하다.[9] PEEK는 예를 들어 고해상도 자기공명영상(MRI)과 함께 신경외과 애플리케이션에서 부분 교체 두개골을 만드는 데 사용된다.

PEEK는 척추융합장치와 보강봉에 사용된다.[10] 방사광이지만, 소수성이 있어서 뼈와 완전히 융합되지 않는다.[9] [11] PEEK 실과 다지관은 유체 용도에 일반적으로 사용된다. PEEK는 고온 애플리케이션(최대 500 °F/260 °C)에서도 우수한 성능을 발휘한다.[12] 이것과 열전도율이 낮기 때문에 FFF 인쇄에도 사용되어 냉간 끝에서 열적으로 분리된다.

처리 옵션

PEEK는 대부분의 다른 열가소성 플라스틱에 비해 상대적으로 높은 온도(343°C/649.4°F)에서 녹는다. 용해 온도 범위에서 사출 몰딩 또는 압출 방법을 사용하여 처리할 수 있다. FDM(또는 Fused Filament Fabric fabilitation - FFF) 기술을 사용하여 필라멘트 재료에서 미세한 PEEK와 3D 프린팅 부품을 가공하는 것이 기술적으로 가능하다.[13][14] PEEK 필라멘트는 등급 IIa까지의 의료기기를 생산하기 위해 입증되었다.[15] 이 새로운 필라멘트로 틀니와 같은 다양한 의료 용도에 FFF 방법을 사용할 수 있다.

예를 들어, 그것의 고체 상태에서는 PEEK는 쉽게 가공할 수 있으며, 예를 들어 (CNC) 밀링 기계에 의해 일반적으로 온도 조절이 가능하고 전기적 및 열적으로 절연되는 고품질 플라스틱 부품을 생산하는데 사용된다. PEEK의 채운 등급도 CNC 가공이 가능하지만 재료의 응력을 적절히 관리하기 위해서는 각별한 주의가 필요하다.

PEEK는 고성능 폴리머지만 가격이 비싸서 가장 까다로운 용도에만[citation needed] 사용이 제한된다.

생체역학 응용 프로그램의 형상 메모리 PEEK

PEEK는 전통적으로 형상기억의 중합체는 아니지만, 최근의 가공의 발달로 형상기억의 동작이 기계적 작동으로 허용되고 있다. 이 기술은 정형외과에서 응용 분야로 확대되었다.[16]

참조

  1. ^ A. K. 반 데르 베그 & L. 고바르트, 폴리메렌, 반 케텐 토 쿤스토프, ISBN90-407-2388-5.
  2. ^ "Victrex celebrates 40 years of PEEK success". Victrex. Retrieved 2021-11-01.
  3. ^ "Why PEEK?". drakeplastics.com. Retrieved 23 April 2018.
  4. ^ a b David Parker; Jan Bussink; Hendrik T. van de Grampe; Gary W. Wheatley; Ernst-Ulrich Dorf; Edgar Ostlinning; Klaus Reinking (15 April 2012). Polymers, High-Temperature. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a21_449.pub3. ISBN 978-3527306732. (필요한 경우)
  5. ^ David Kemmish "PolyArylEterKetones의 기술 및 응용에 관한 최신 정보" 2010. ISBN 978-1-84735-408-2
  6. ^ 재료 특성 데이터: PEEK(Polyethertherketone), www.makeitfrom.com.
  7. ^ J. Blumm, A. Lindemann, A. 쇼퍼, 2008년 10월 8일~10일, 도쿄의 제29회 일본 열물리학적 특성에 관한 CNT 컨텐츠의 영향력, PEEK-CNT 합성물의 열물리학적 특성에 관한 CNT 컨텐츠의 영향.
  8. ^ Patel, Parina; Hull, T. Richard; McCabe, Richard W.; Flath, Dianne; Grasmeder, John; Percy, Mike (May 2010). "Mechanism of thermal decomposition of poly(ether ether ketone) (PEEK) from a review of decomposition studies" (PDF). Polymer Degradation and Stability. 95 (5): 709–718. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.01.024.
  9. ^ a b "PEEK (Polyether Ether Ketone)". www.scientificspine.com. Retrieved 2020-05-06.
  10. ^ Lauzon, Michael (May 4, 2012). "Diversified Plastics Inc., PEEK playing role in space probe". PlasticsNews.com. Crain Communications Inc. Retrieved May 6, 2012.
  11. ^ "10 Porous TLIF cages to Know...!". SPINEMarketGroup. 2020-02-01. Retrieved 2020-05-06.
  12. ^ "Properties of PEEK Material". www.uplandfab.com.
  13. ^ Newsom, Michael. "Arevo Labs announces Carbon Fiber and Nanotube-reinforced High Performance materials for 3D Printing Process". Solvay Press Releases. LouVan Communications Inc. Retrieved 27 January 2016.
  14. ^ Thryft, Ann. "3D Printing High-Strength Carbon Composites Using PEEK, PAEK". Design News. Retrieved 27 January 2016.
  15. ^ 보도자료 Indmatec PEEK MedTec.
  16. ^ Anonymous. "Surgical Technologies; MedShape Solutions, Inc. Announces First FDA-cleared Shape Memory PEEK Device; Closing of $10M Equity Offering". Medical Letter on the CDC & FDA.