Polyétheréthercétone(COUP D'OEIL)est un plastique technique spécial ultra haute performance développé par British Imperial Chemical Industries (ICI) en 1978. Le PEEK étant un matériau polymère thermoplastique cristallin aromatique avec un point de fusion de 334 degrés, il présente une résistance mécanique élevée, une résistance aux températures élevées, une résistance aux chocs. résistance, ignifuge, résistance aux acides et aux alcalis, résistance à l'hydrolyse, résistance à l'usure, résistance à la fatigue, résistance aux radiations et excellentes propriétés électriques. Dans la plupart des cas, il peut remplacer les métaux, alliages, céramiques et autres matériaux.
Structure moléculaire du PEEK
Bien qu’il s’agisse d’un matériau composé, il ne produit pas de gaz non toxiques lorsqu’il est brûlé. Ses domaines d’application se développent donc rapidement aujourd’hui lorsque la conception verte et respectueuse de l’environnement est préconisée.
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Préparation du PEEK
Le PEEK est synthétisé en utilisant la 4,4-difluorobenzophénone, l'hydroquinone et le carbonate de sodium comme matières premières, la diphénylsulfone comme solvant, et sous la protection de l'azote, la résine polymère PEEK est obtenue en chauffant progressivement jusqu'à une température proche du point de fusion. du polymère (320 degrés). La formule de la réaction est la suivante :
Formule de réaction pour la synthèse PEEK
Le coût du PEEK dépend principalement du monomère de haute pureté 4,4-difluorobenzophénone. Il existe de nombreuses méthodes pour sa synthèse, notamment la condensation de composés benzéniques, l'échange d'halogène, la déshydratation catalytique, l'oxydation du dichloroéthylène, l'alkylation de Friedel-Crafts et la diazotation. Les quatre premières méthodes présentent des inconvénients tels qu'un faible rendement de réaction, une teneur élevée en impuretés telles que des isomères, un processus de raffinage complexe et un coût de production élevé à des degrés divers.
Les méthodes de production actuelles sont principalement l'alkylation et la diazotation Friedel-Crafts. L'alkylation Friedel-Crafts présente des matières premières faciles à obtenir, une voie de synthèse courte, un rendement élevé et un faible coût de production. Sa formule de réaction de synthèse est la suivante :
Formule de réaction d'alkylation de Friedel-Crafts pour la synthèse du PEEK
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Processus de production du PEEK
Le PEEK possède deux voies de synthèse : la substitution nucléophile et la substitution électrophile. En raison des inconvénients de la voie de substitution électrophile, tels qu'une ramification facile du produit, une grande quantité de catalyseur et de solvant et un caractère peu respectueux de l'environnement, la voie de substitution nucléophile est généralement utilisée au niveau international. Seuls la Chine et le Royaume-Uni disposent de fabricants dotés d’une véritable technologie de production PEEK. La plupart des pays étrangers utilisent le procédé Victrex au Royaume-Uni pour préparer les matières premières de résine PEEK, tandis qu'au niveau national, le procédé de l'Université de Jilin est principalement utilisé.
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Propriétés physiques et chimiques des matériaux PEEK
(1) Faible module d'élasticité proche de celui de l'os (PEEK est d'environ 3,8 GPa, l'os spongieux est de 3,2-7,8 GPa, l'os cortical est de 17-20 GPa et l'alliage de titane TC4 est d'environ 110 GPa), ce qui peut empêcher l'effet de protection contre le stress et maintenir l'os environnant à sa résistance d'origine.
(2) Il peut passer à travers les rayons X et n'apparaît pas lors des tomodensitométries et des IRM, ce qui facilite l'évaluation de la croissance osseuse et du processus de guérison ; dans certains cas, lorsqu'il est nécessaire de voir l'implant, cela peut également être réalisé par une modification. De plus, il présente une forte résistance aux radiations. Le PEEK a une structure chimique très stable. Les pièces en PEEK peuvent également fonctionner normalement sous de fortes doses de rayonnements ionisants.
(3) Excellentes performances de stérilisation. Même s'il est exposé pendant une longue période à la vapeur chaude, à l'oxyde d'éthylène et aux rayons gamma, il peut conserver ses propriétés d'origine. Il peut être utilisé pendant une longue période à une température élevée de 250 degrés et la température d'utilisation instantanée peut atteindre 300 degrés.
(4) Bonne biocompatibilité.
(5) Les propriétés mécaniques peuvent être ajustées. Différents additifs peuvent être ajoutés, notamment de la fibre de carbone, du sulfate de baryum et de la fibre de verre, pour répondre aux différentes exigences spécifiques des applications.
(6) Une plus grande liberté de conception. Il peut être facilement usiné à partir d’ébauches semi-finies ou produit par moulage par injection. Le moulage PEEK peut être un moulage par injection, un moulage par extrusion et une technologie d'impression 3D.
Applications actuelles dans les dispositifs médicaux orthopédiques
Médecine du sport, champ articulaire, chirurgie craniomaxillo-faciale, dispositif interépineux.
Actuellement, les entreprises impliquées dans ce domaine, telles que MDT, Depuy, Jiangsu Junhua, Smith & Nephew et d'autres fabricants, développent et produisent toutes.
Les processus de moulage par injection et d’extrusion répondant à la biocompatibilité constituent une direction majeure.
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Cathéters médicaux
L'amont de l'industrie des cathéters médicaux comprend principalement l'industrie des matériaux, l'industrie de la fabrication d'équipements d'automatisation, la production d'accessoires pour dispositifs médicaux et d'autres industries, et l'aval est constitué des institutions médicales.
Parmi eux, une offre suffisante en amont a peu d’impact sur l’industrie, et la demande en aval est le facteur essentiel de la croissance et de la rentabilité de l’industrie des cathéters médicaux. En outre, ces dernières années, la part de marché des cathéters médicaux des entreprises locales est assez importante, parmi lesquelles Jiangsu Junhua et Fujian Anping ont une production et un volume de ventes importants de cathéters médicaux PEEK. À l'avenir, à mesure que la force globale des grandes entreprises nationales s'améliorera, la concentration du marché s'améliorera encore davantage.
Le développement de l'industrie chinoise des cathéters médicaux a commencé à prendre forme et la tendance générale est tournée vers l'extérieur. En plus de répondre à la demande intérieure, les produits sont exportés davantage chaque année. Dans le même temps, la Chine importe également chaque année un grand nombre de cathéters médicaux pour répondre à la demande du marché intérieur pour différents produits. Les cathéters médicaux PEEK sont des dispositifs médicaux de base et sont largement utilisés dans le diagnostic, le traitement, la surveillance, les premiers soins, le drainage, la perfusion, l'administration de gaz, l'administration de sang et la rééducation. Avec le développement de la science et de la technologie modernes, l'espérance de vie moyenne dans le monde continue de croître et la tendance au vieillissement s'intensifie, le champ d'application des cathéters médicaux dans le diagnostic et le traitement médical modernes et les soins à domicile continuera de s'étendre, et l'importance continuera à augmenter. L'industrie a un grand potentiel de développement futur.
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COUP D'OEILfabrication de cathéters
La production de cathéters médicaux PEEK a des exigences environnementales, les équipements et les matières premières doivent être conformes aux normes ISO13485 et doivent être strictement stérilisés et désinfectés. Dans le même temps, le cathéter doit subir de nombreux post-traitements tels que l'impression d'anneaux, le scellement des extrémités, l'expansion, le poinçonnage et le pliage fixe. À l'heure actuelle, Jiangsu Junhua Special Plastics et Fujian Anping sont relativement professionnels dans la production de cathéters PEEK en Chine.
Il existe de nombreuses catégories de dispositifs médicaux, qui peuvent être divisés en quatre catégories : les consommables médicaux de grande valeur, les consommables médicaux de faible valeur, les équipements médicaux et les DIV (diagnostics in vitro). Selon différents scénarios d'utilisation et fonctions, les consommables médicaux de grande valeur sont subdivisés en implants orthopédiques, intervention vasculaire, neurochirurgie, ophtalmologie, électrophysiologie et stimulateurs cardiaques, etc. Selon les principes techniques et les différences fonctionnelles, les équipements médicaux peuvent être divisés en équipements de diagnostic (imagerie diagnostics tels que DR, échographie couleur, imagerie par résonance magnétique), équipements de traitement (divers instruments chirurgicaux, appareils de radiothérapie), etc. bien que les subdivisions des équipements médicaux varient considérablement, chaque maillon nécessite sa participation, et la préparation des équipements médicaux couvre les matériaux polymères, l'électronique, les machines, les sciences de la vie, etc.
