Piezas médicas moldeadas por inyección de PEEK

Características: resistencia a altas temperaturas, autolubricación, resistencia química, retardante de llama, resistencia a la hidrólisis, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga y otras excelentes propiedades. Los principales productos de Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. son productos de nailon, productos de plástico, series de ABS, productos de caucho, etc. Tipos de materiales de moldeo por inyección que se pueden procesar: polietileno (PE), polipropileno (PP), nailon (PA , PA6, PA66), polioximetileno (POM), ABS, poliuretano (TPU), sulfuro de polifenileno (PPS), carbonato de poliestireno (PC), polieteretercetona (PEEK), etc.

Diseño del productocripcion

1. Estándares de implementación: la empresa implementa estrictamente las certificaciones ISO9001, ISO14001, IATF16949, VDA6.3, y los productos han pasado la certificación ROHS, FDA EU, etc.

2. Estándares de materiales del producto: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Procesos principales: moldeo por inyección de plástico, moldeo por inyección de insertos metálicos, fundición a la cera perdida, fundición a presión de aluminio

4. Materiales disponibles para moldeo por inyección:

Procesables productos de nailon, productos de plástico, serie ABS; tipos de materiales de moldeo por inyección: polietileno (PE), polipropileno (PP), nailon (PA, PA6, PA66), polioximetileno (POM), ABS, poliuretano (TPU), polisulfuro de fenilo (PPS), policarbonato (PC), poliéter éter cetona (PEEK) y la impresión 3D se pueden personalizar según los requisitos del cliente.

Proceso de producción

La poliariletercetona, conocida como PAEK, es un tipo de polímero termoplástico aromático cristalino en el que los anillos de fenileno están conectados por enlaces éter y grupos carbonilo (grupos cetona). De acuerdo con el orden de conexión y la proporción del enlace éter, el grupo cetona y el anillo de benceno en la cadena molecular, se pueden formar muchos polímeros diferentes, como poliéter cetona PEK, poliéter éter cetona PEEK, poliéter cetona cetona PEKK, poliéter éter cetona cetona PEEKK y polietercetona éter cetona cetona PEKEKK y otras variedades. Entre ellos, la polieteretercetona PEEK es la primera variedad producida industrialmente. La polieteretercetona (en lo sucesivo, PEEK) fue investigada y desarrollada con éxito por British Imperial Chemical Industries (IC) en 1978. Las piezas médicas moldeadas por inyección de PEEK tienen una alta resistencia al calor, resistencia a la corrosión, resistencia a la radiación y excelente rendimiento. La resistencia a la fatiga y las propiedades eléctricas, así como la excelente procesabilidad y muchas otras ventajas, han sido reconocidos como uno de los materiales termoplásticos de mayor rendimiento del mundo. Originalmente se usó en el campo de la defensa y las industrias militares, y luego se expandió gradualmente a campos civiles, incluida la fabricación industrial, aeroespacial, industria automotriz, equipos eléctricos y electrónicos y médicos, etc.

1. Historia de PEEK

Década de 1960: En 1962, la American Dupont Company y la British ICI Company informaron en 1964 de la síntesis de poliariletercetona por sustitución electrofílica en presencia de un catalizador de Friedel-Crafts. 1993-2005: En 1993, Victrex adquirió PEEK de ICI. En 1999, la capacidad de producción de Victrex aumentó a 2,000t/a, y en 2005, se expandió nuevamente a 2,800t/a. Al mismo tiempo, Viagra desarrolló activamente productos civiles de alta tecnología. Para aplicaciones en el campo de la ciencia y la tecnología, el tamaño del mercado sigue creciendo a un ritmo de alrededor del 15 por ciento cada año. 1978-1992: ICI desarrolló con éxito PEEK en 1978 y comenzó la comercialización. La planta de producción de 1000 t/a se inició en 1987. Antes de 1993, el PEEK se usaba principalmente en la industria militar occidental y el tamaño del mercado era de solo 400 t/a. 2000-2005: China comenzó a estudiar la polieteretercetona como un proyecto nacional clave del "Séptimo Plan Quinquenal". La Universidad de Jilin estableció Changchun Jida High-tech Materials Company en 2000 para desarrollar y producir resinas PES y PEEK a gran escala. A fines de 2003 se construyó y puso en operación una línea de producción de 500t/año. En 2005, la empresa alemana Evonik invirtió capital para establecer Jida Evonik High Performance Polymer Co., Ltd. La Universidad de Jilin posee el 20 por ciento de las acciones y Evonik posee el 80 por ciento de las acciones. 2006: Solvay adquirió la división de polímeros de Gharda Chemical Company en India a fines de 2006 y estableció la primera unidad de comercialización de PEEK en India en 2008, con una capacidad de producción anual de 500 t. 2009-2012: Victrex construyó una nueva planta con una escala de 1450t/a en 2009, con una capacidad de producción total de 4250t/a. Desde entonces, la capacidad de producción no ha dejado de expandirse. Para 2012, la capacidad de producción de la nueva planta de Victrex alcanzó las 7150t/a, lo que representa el 60 por ciento de la capacidad de producción global total. 2012-2014: En 2012, Solvay amplió la producción de polímeros PEEK y PAEK (poliariletercetona) en la base de producción india, y la capacidad de producción alcanzó las 1500 t/a en 2013. Al mismo tiempo, Savli en India estableció otro An importante centro de I+D. En mayo de 2014, Solvay SA presentó una nueva polieteretercetona (PEEK) KetaSpire de grado de alta rigidez, KetaSpire KT-825, que tiene un módulo/rigidez un 50 % mayor que los grados de PEEK puro estándar 2015:2015 Jida Evonik High Performance Polymers ampliará su capacidad de producción a 1250t/a. para satisfacer la creciente demanda mundial. Los productos se exportan principalmente a Europa, Italia y otros países, y hay pocos productos en el mercado chino. 2018.9: Victrex se asoció con la Universidad de Exeter (Reino Unido) para lanzar una nueva generación de polímeros y compuestos PAEK para la impresión 3D en la industria aeroespacial. Esta asociación facilita el desarrollo más amplio de la tecnología de impresión 3D por ambas partes. 2018.11: Evonik Industries AG desarrolló el primer filamento PEEK implantable del mundo para aplicaciones de impresión 3D. Este material de alto rendimiento se puede utilizar en la tecnología de fabricación de fusibles (FFF). 3 de 2019: Evonik Industries AG lanza un nuevo material PEEK radiopaco para la tecnología de implantes en aplicaciones sanitarias. Evonik desarrolló PEEK que contiene sulfato de bario. Este tipo de producto facilita el contraste radiográfico sin la formación de artefactos ya que se puede visualizar con otros materiales para técnicas de implantación. 2019.3: Arkema abre su primera planta de producción de PEKK en EE. UU.

2. Propiedades físicas de la polieteretercetona

(1) Propiedades físicas básicas

La polieteretercetona PEEK es un plástico de ingeniería termoplástico aromático semicristalino. Por lo tanto, tiene tres temperaturas de transición térmica típicas: la temperatura de transición vítrea (Ta) es de 143 grados, la temperatura de cristalización (Tc) es de 285 grados y el punto de fusión (Tm) es de 334 grados. Tiene una densidad de 1,265 g/cm3 en estado amorfo y de 1,32 g/cm3 en máxima cristalinidad.

Nota: Figura A: Estructura molecular de PEEK Figura B: Celda unitaria ortogonal de PEEK

(2) Estructura molecular y cristalinidad A partir de la fórmula estructural de PEEK, se puede ver que tiene un esqueleto molecular aromático y que hay grupos cetona y grupos éter entre los grupos del anillo aromático. Hay muchos anillos de benceno en la molécula, por lo que tendrá una buena resistencia al calor y propiedades mecánicas. Se puede ver en la estructura cristalina que PEEK es un polímero semicristalino de dos fases compuesto por una fase amorfa y una fase cristalina. Generalmente, el contenido cristalino de los productos es 20~35 por ciento. De acuerdo con la tecnología de procesamiento, se puede obtener un rango más amplio de cristalinidad (0~40 por ciento).

(3) Resistencia a altas temperaturas/estabilidad térmica PEEK es un termoplástico resistente a altas temperaturas, y su forma cristalina hace que tenga una excelente resistencia al calor y propiedades mecánicas. Tiene una temperatura de fusión de 340 grados, y la degradación térmica y la generación de volátiles apenas se pueden medir por debajo de los 427 grados.

A 250 grados, solo se detectó una disminución en las propiedades mecánicas después de 16 semanas. A 310 grados, sus propiedades mecánicas disminuyeron rápidamente. Muestra que se puede usar durante mucho tiempo a una temperatura más alta. En comparación con otros materiales resistentes a altas temperaturas como poliimida (PI, sulfuro de polifenileno (PPS), politetrafluoroetileno (PTFE), éter de polifenileno (PPO), etc., la temperatura de uso El límite superior es casi 50 grados más alto y la temperatura de uso instantáneo puede llegar a 300 grados, y no se descompondrá por un corto tiempo a 400 grados.

ArtículoPEEKPTFEPPOPI Resistencia a la tracción/MPA972066116 Módulo elástico a la tracción/GPA2.80.42.7-Resistencia a la flexión/MPA14213110176 Módulo elástico a la flexión/GPA3.7-2.03.3 Resistencia a la compresión/MPA13012100148 Resistencia al impacto con muesca Charpy/ KJm4.440.160. 090.10 Coeficiente de expansión lineal 4.8115.64.0 Temperatura de deformación térmica/grado C (1.82MPA) 15255190.

(4) Estabilidad química

Los compuestos y composites PEEK-OPTIMA y CF-PEEK-OPTIMA se han sometido a extensas pruebas de biocompatibilidad para cumplir con los estándares de su archivo maestro de la FDA. Estas pruebas incluyeron numerosos estudios de toxicidad sistémica, intradérmica e implantes intramusculares, ninguno de los cuales mostró efectos secundarios adversos. PEEK no es sensibilizante ni genotóxico según ISO 10993-10-1995.

(6) Excelentes propiedades mecánicas

●Resistencia a la flexión: PEEK puede mantener una alta resistencia a altas temperaturas. Su resistencia a la flexión a 200 grados es de aproximadamente 24 MPa, que es superior a la del PTFE a temperatura ambiente. A 250 grados, la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión siguen siendo 12 ~ 13 Mpa.

●Rigidez: PEEK tiene mayor rigidez, mejor estabilidad dimensional y menor coeficiente de expansión lineal, que es muy similar al del aluminio metálico.

●Resistencia a la fatiga: buena tenacidad, excelente resistencia a la fatiga por tensión alterna es el más destacado de todos los plásticos, comparable a los materiales de aleación.

●Resistencia al desgaste: Tiene excelentes propiedades tribológicas, excelente resistencia al desgaste por deslizamiento y rendimiento de desgaste por fricción, especialmente a 250 grados, puede mantener una alta resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de desgaste.

●Procesabilidad: fácil extrusión y moldeo por inyección, excelente procesabilidad y alta eficiencia de moldeo.

3. Proceso de producción

4. Hay dos tipos de rutas de proceso para la síntesis de PEEK: rutas nucleófilas y rutas amigables con los circuitos.

●Ruta nucleófila

Con difluorobenzofenona e hidroquinona en presencia de carbonato de sodio anhidro, con difenilsulfona como solvente, es decir, en un solvente polar aprótico, a 280°C ~ 340°C, realizar una reacción de policondensación para obtener alto peso molecular. La polieteretercetona tiene la ventaja de que las reacciones secundarias, como la ramificación y la reticulación del polímero, son más fáciles de controlar. Sin embargo, las condiciones de reacción son duras, la industria de síntesis es compleja, los monómeros son caros y el costo es alto, que también es el alto precio de PEEK y restringe su aplicación. una razón importante

● Cables de circuito profesional

El proceso adopta una reacción a baja temperatura con éter difenílico y cloruro de isoftaloílo como materias primas. Sus ventajas son las condiciones suaves y la fuente conveniente de materias primas, pero existen reacciones secundarias como la ramificación y el entrecruzamiento del polímero. Por lo tanto, para la síntesis de líneas electrofílicas, cómo controlar eficazmente las reacciones secundarias como la ramificación y el entrecruzamiento de la cadena de polímeros para obtener polímeros de alto peso molecular, la selección de los solventes de reacción es particularmente importante.

En la actualidad, el primer tipo de proceso nucleofílico se obtiene principalmente en la producción industrial.

CorreoProceso de moldeo por inyección

1. Equipos de procesamiento: CNC, WEDM, torno, fresadora, perforadora, amoladora, etc.;

2. Tratamiento de superficies: para algunos productos que requieren un procesamiento posterior, podemos proporcionar servicios de tratamiento de superficies para lograr el propósito especial de los clientes. En la actualidad, podemos brindar servicios de desengrase, pulido, galvanoplastia (oro, plata, níquel, estaño, galvanizado, etc.), anodizado, electroforesis y otros servicios de tratamiento superficial para piezas de precisión.

Moldes y accesorios de inspección

1. Vida útil del molde: generalmente semipermanente. (excepto espuma perdida)

2. Plazo de entrega del molde: 10-25 días, (según la estructura del producto y el tamaño del producto).

3. Mantenimiento de herramientas y moldes: Zhongwei es responsable de las piezas de precisión.

Control de calidad

1. Control de calidad: la tasa de defectos es inferior al 0.1 por ciento.

2. Las muestras y la ejecución de prueba se inspeccionarán al 100 % durante la producción y antes del envío, la inspección de muestras para la producción en masa de acuerdo con los estándares ISDO o los requisitos del cliente.

3. Equipo de prueba: el equipo de inspección visual automatizado puede realizar una inspección del 100 por ciento de los productos, analizador de espectro, analizador de elefante dorado, máquina de medición de tres coordenadas, equipo de prueba de dureza, máquina de prueba de tracción.