O que é o PEEK?

Poliéter éter cetona (poliéter-éter-cetona, ou PEEK, para abreviar) é um tipo de material polimérico especial constituído por unidades repetidas contendo duas ligações éter e uma ligação cetona na estrutura da cadeia principal. É uma série de materiais poliéter cetona. Possui características como estado cristalino semi-nóico, alta resistência à temperatura, resistência à corrosão química, entre outras.

As características do PEEK

O poliéter éter cetona (PEEK) é atualmente a única variedade de poliaril éter cetona (PAEK) que pode ser produzida em massa. O PEEK, como um plástico de engenharia especial, possui excelentes propriedades em geral.
Características típicas do PEEK:
(1) Trabalhabilidade: A resina PEEK tem as vantagens de alta fluidez em altas temperaturas e alta temperatura de decomposição térmica. Pode ser processada por moldagem por injeção, moldagem por extrusão, moldagem por injeção, moldagem por sopro, fiação por fusão, moldagem rotativa e pulverização de pó, etc.

(2) Resistência à radiação: com forte resistência à radiação, as propriedades mecânicas podem ser mantidas de forma mais completa sob altas doses de raios γ, mais do que o poliestireno com melhor resistência à radiação em resina geral, podendo ser usado como peças resistentes à radiação em equipamentos nucleares.

(3) Retardante de chama: O PEEK é autoextinguível, mesmo sem qualquer retardante de chama, até o padrão UL grau 94V-0.

(4) Resistência à fluência: sob a ação de tensão constante, o material se deformará permanentemente por fluência ao longo do tempo. O PEEK é o melhor material de resina termoplástica com resistência à fluência.

(5) Tenacidade e rigidez: com alta resistência à tração, alta resistência à fissuração sob tensão, especialmente para resistência à fadiga sob tensão alternada é muito notável, comparável a materiais de liga.

(6) Autolubrificação (resistência ao desgaste): O PEEK possui excelentes características de deslizamento, adequado para aplicações com requisitos rigorosos de baixo coeficiente de atrito e resistência ao desgaste; em particular, o PEEK modificado com fibra de carbono, grafite e PTFE possui excelente resistência ao desgaste.

(7) Resistência a altas temperaturas: O PEEK possui alta temperatura de transição vítrea (Tg=143℃) e ponto de fusão (Tm=334℃), sua temperatura de deformação térmica sob carga chega a 316℃, a temperatura de serviço a longo prazo é de 260℃, a temperatura de serviço instantânea pode atingir 300℃, sob alta temperatura e alta pressão por um longo tempo sem qualquer perda de propriedades físicas.

(8) Resistência à hidrólise: Os produtos PEEK podem continuar a funcionar durante milhares de horas sem degradação de desempenho óbvia em vapor a 260°C ou imersão em água de alta pressão; O PEEK tem a melhor resistência à hidrólise e ao vapor entre todos os plásticos de engenharia.

(9) Não tóxico: pode ser usado em higiene alimentar, equipamentos médicos e outros campos.

(10) Resistência à corrosão: Exceto ácido sulfúrico concentrado, o PEEK é insolúvel em qualquer solvente e ácido e álcali fortes, com alta estabilidade química.

(11) Resistência à fadiga: O PEEK tem a melhor resistência à fadiga entre todos os materiais de resina termoplástica.

A aplicação do PEEK

A resina de poliéter éter cetona (PEEK) é um tipo de plástico de engenharia especial de excelente desempenho, apresentando diversas vantagens significativas em comparação com outros plásticos de engenharia especiais, como resistência a altas temperaturas, bom desempenho mecânico, autolubrificação, resistência à corrosão química, retardamento de chamas, resistência à descamação, resistência à radiação, estabilidade de isolamento, resistência à hidrólise e facilidade de processamento, sendo amplamente utilizada na área médica.

A resina PEEK suporta até 3000 ciclos de autoclavagem a 134 °C, o que a torna adequada para a fabricação de equipamentos cirúrgicos e odontológicos altamente esterilizados que requerem uso repetido. O PEEK não só apresenta as vantagens de ser leve, atóxico e resistente à corrosão, como também possui o módulo de elasticidade do osso cortical humano, podendo se integrar organicamente ao corpo. Portanto, o uso da resina PEEK em substituição ao metal na fabricação do esqueleto humano representa outra importante aplicação na área médica.

O PEEK foi usado pela primeira vez em clínicas em 1999. Desde então, mais de cinco milhões de unidades foram produzidas.Produtos PEEKJá foram implantados em humanos, tornando-se o padrão ouro em fusão espinhal. Nos últimos anos, o PEEK tem sido elogiado como “o material ideal para a próxima geração de produtos médicos implantáveis”.

Que tipos de implantes são feitos de PEEK?
(1) substitutos ósseos, implantes ósseos maxilofaciais
(2) cirurgia da coluna vertebral, fusão intervertebral da coluna vertebral
(3) e substitutos ósseos do quadril, implantes articulares
(4) O equipamento ortopédico: a placa fixa e os parafusos
(5) Substitutos dentários CFR – PEEK – feitos de implantes dentários, próteses, retenção radicular
(6) Em cirurgia cardíaca, o coração bombeia e possui válvulas

Quais empresas no mundo conseguem produzir implantes de PEEK de longa duração? O PEEK-Optima é produzido pela Invibio, a divisão de biomateriais da Victrex no Reino Unido.

(1) O material PEEK implantável lançado no mercado atualmente tem uma vantagem de monopólio absoluta no mercado global.
(2) A empresa belga Solvay lançou o material PEEK de grau de implante zenIVa-PEEK em 2009.
(3) A Evonik da Alemanha entrou no mercado chinês no início de 2014 com o nome do produto: VESTAKEEP PEEK.
(4) A Guangzhou Jusheng Medical Technology Co., LTD., única fabricante de material PEEK de nível de implante na China, lançou o PEEK de nível de implante JS-S1 com a marca NATUREGEN e grau de marca JS-S1.

A história do PEEK

Período inicial de incubação (1978-1992):

O PEEK é um plástico de engenharia especial de altíssimo desempenho desenvolvido pela ICI em 1978. A ICI solicitou a patente e o industrializou, com uma capacidade de produção de 1000 toneladas por ano, sendo utilizado principalmente na indústria de defesa.

Desenvolvimento e Colapso do Monopólio (1993-2004):

A Victrex adquiriu o negócio de PEEK da ICI, demonstrando uma tendência de desenvolvimento monopolista, e expandiu continuamente a escala de produção. Em 2003, a capacidade de produção anual aumentou para 2800 toneladas. Posteriormente, produtos similares foram desenvolvidos sucessivamente pela DuPont, BASF, Mitsui Tosei Chemical Company do Japão e Telep dos Estados Unidos. O PEEK expandiu suas aplicações, inicialmente militares, para aplicações industriais e biomédicas.

Por muito tempo, o PEEK foi listado como material estratégico sujeito a bloqueio e embargo pela China, conforme estabelecido pelo Comitê Coordenador de Paris. Para atender às necessidades da defesa nacional e do desenvolvimento de alta tecnologia civil, o governo o incluiu em projetos nacionais de pesquisa científica e tecnológica prioritários, desde o sétimo Plano Quinquenal até o décimo Plano Quinquenal e o Plano 863. Com o forte apoio das políticas chinesas, a equipe do Professor Wu Zhongwen, da Universidade de Jilin, desenvolveu de forma independente a tecnologia patenteada do PEEK, com direitos de propriedade intelectual independentes, e fundou a Jida High-tech Materials Co., LTD., que iniciou a produção do material.

Estágio de Desenvolvimento Abrangente (2005-presente):

Em 2005, a Evonik adquiriu a divisão de PEEK da indiana Garda, enquanto a Solvay adquiriu a sua própria divisão de PEEK. Em 2009, empresas chinesas como a Jinfa Technology Co., LTD. e a Panjin Zhongrun Special Plastic Co., Ltd. entraram no mercado, e o PEEK alcançou um estágio de desenvolvimento abrangente. Além disso, a modificação de compósitos de PEEK e as tecnologias de processamento estão se desenvolvendo gradualmente, e o campo de aplicação também está se expandindo. Devido ao grande número de fabricantes especializados na produção de PEEK em todo o mundo, a concorrência no mercado tende a se acirrar cada vez mais. Atualmente, Wiggs, Solvay e Evonik são os três maiores fabricantes de PEEK do mundo.