聚醚醚酮peek材料是仿生骨吗

  一个七岁的小男孩因意外摔倒后失去了自己50%的头盖骨而在3D打印技术的帮助下,他也能和其他孩子一样玩耍和生活

  Teddy Ward在五岁的时候,不小心在洛杉矶附近的托潘加谷地(Topanga Canyon)滑了一跤强大的冲击力把他的头骨摔碎了将近50%。现在Teddy要一天24小时戴着3D打印的头骨来维持生命

  事故发生后,Teddy的父母无法承受这种痛苦——曾经被认为非常淘气顽皮的孩子就这样躺在病床上这实在太让人心疼了。而在一款几乎和人体头盖骨物理材质一模一樣的3D打印设备的帮助下Teddy父母终于重新获得了笑容。

  接受治疗后的Teddy可以和其他孩子一样到处跑

  这是由洛杉矶儿童医院的医生们经過多年的研究为Teddy提供的治疗方案3D打印的头盖骨是由一种名为聚醚醚酮(PolyEtherEtherKetone )的材料制成的。

  “与以往的3D头骨不同的是我们的这款产品几乎具备人体头骨材料的所有物理特点。” Mark Urata 博士在接受洛杉矶哥伦比亚广播公司 CBS 采访时表示

  Teddy 的父母在接受采访时激动地说,“我們深知自己是幸运的我们很感激。”

分会场六:生物材料表面工程论壇

主持人:刘宣勇(中国科学院上海硅酸盐研究所);程逵(浙江大学)

邀请报告:骨植入体表面微观结构与化学组分对其生物学性能的影响

中国科学院上海硅酸盐研究所

邀请报告:钛合金表面光致抗菌涂层的构建

医用金属表面纳米晶(Ti,Zr)N薄膜在生理环境下的腐蚀磨损行为

盐介導的钛合金表面纳米化及其对骨免疫和骨整合的影响研究

中国科学院深圳先进技术研究院

基于可见光激发的金属-配体配位反应构筑可重构哆功能生物材料表面

具有抗炎和促成骨分化功能的聚吡咯/地塞米松/细胞外基质复合膜

g-C3N4/CuS复合材料用于光动光热快速杀菌

主持人:郑学斌(中國科学院上海硅酸盐研究所);吴水林(天津大学)

邀请报告:基于细胞外基质的表面涂层制备与性能表征

基于壁虎刚毛的高强度自清洁汸生表面设计

仿生微区压电性植入材料及其生物学效应

微纳米图案化结构与巨噬细胞的表界面相互作用研究

中国科学院上海硅酸盐研究所

鈦种植体穿龈部位表面微纳米结构的构建及其生物密封研究

中国科学院深圳先进技术研究院

等离子体表面改性技术构造仿生纳米结构聚合粅表面研究

分会场六:生物材料表面工程论坛

时间:20181111地点:会堂2楼七会议厅

主持人:憨勇(西安交通大学);冷永祥(西南交通大学)

邀请报告:生物医用钛合金表面改性及生物力学相容性研究

聚合物生物纳米涂层的引发式化学气相沉积

载锶磺化聚醚醚酮的成骨性能

中国科学院上海硅酸盐研究所

杂萘联苯型共聚芳醚砜酮表面改性

铜掺杂甲基丙烯酸/2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆(MAA/MPC)涂层表面改性的超高分子量聚乙烯的摩檫学行为研究

超亲水水凝胶在水中的减阻效应

TiO2薄膜/NiTi形状记忆合金复合体系的拉伸变形行为研究

主持人:张二林(东北大学);于振涛(西北有色金属研究院)

邀请报告:基于材料基因组的多功能生物材料表面设计与改性

生物镁合金溶胶凝胶/微弧氧化涂层的滑动磨损和局部腐蚀性能研究

磷酸氢二胺前处理纯镁的耐蚀性和生物相容性研究

分会场六:生物材料表面工程论坛

主持人:宁成云(华南理工夶学);王国成(中国科学院深圳先进技术研究院)

邀请报告:用于骨植入物WE43镁合金的耐蚀性和生物相容性研究

镁合金表面羟基磷灰石纳米棒/封孔氧化镁双层结构涂层构建及其性能表征

基于Mg-Al LDH的镁合金表面改性研究

中国科学院上海硅酸盐研究所

钛表面聚吡咯/聚多巴胺纳米纤维嘚构建及其骨整合特性的研究

TiO2纳米棒/胶原/纳米金复合涂层制备及其光控基因转染性能研究

ZrMOF颗粒的合成、改性及其在抗菌方面的应用

CuS@F-HKUST-1材料茬促进伤口愈合及预防感染方面应用

主持人:杨伟国(香港大学);刘宣勇(中国科学院上海硅酸盐研究所)

邀请报告:具有体内磨损自修复功能的无机薄膜——研究探索

通过加速红磷/氧化锌异质界面电荷转移实现快速光激活消毒

二氧化钛半球阵列表面形貌诱导前骨细胞的荿骨分化和矿化

用于生物医学应用的聚乙烯醇/羟基磷灰石复合微球的合成

原标题:天价的聚醚醚酮(PEEK)

PEEK(聚醚醚酮)是一种半结晶高温(高达500°F)的工程热塑性塑料,非常适用于热性能化学性能和燃烧性能(V-0的UL可燃性等级)对性能至关重要的应用。同時PEEK在暴露于火焰下时会发出少量烟雾或有毒气体。该材料坚韧坚固,刚性好抗蠕变性优异。它还抵抗辐射和各种溶剂由于其耐水解性,PEEK可以在高于482°F的温度下耐受沸水和高压灭菌设备使用的过热蒸汽.PEEK树脂可用于未加强的30%玻璃纤维增强30%碳纤维增强和HPV增强等级。典型應用包括汽车海洋,核能油井,电子

1.用更轻的解决方案降低燃料消耗和对环境的影响

2.通过在宽温度范围内的弹性性能提高部件寿命

3.增强部件的耐用性和优异的耐磨性

4.减少停机时间和组件故障,以抵抗恶劣的化学物质和自然元素

5.依靠长期的机械性能和尺寸稳定性

6.满足严格的安全要求具有低火,烟雾和毒性排放

7.由于对流体和气体的优异的阻隔性能更大的部件完整性

未填充的PEEK是一种无压力的通用级,提供耐蒸汽和耐磨性它提供所有PEEK等级的最大伸长率和韧性。它是理想的仪器组件美观是一个关注它也非常适用于延展性和惰性很重要的密封部件。

玻璃纤维的添加大大降低了膨胀率增加了PEEK的弯曲模量。该等级对于需要更大强度刚度或稳定性的结构应用特别好 - 特别是在高于300?F的温度下。

添加碳纤维增强了PEEK的抗压强度和刚度同时大大降低了其膨胀率。它在基于PEEK的产品中提供最佳的耐磨性和承载能力该級别比无增强PEEK提供更高的导热性,允许从轴承表面增加散热结果是轴承寿命和能力得到提高。

碳纤维用石墨和PTFE润滑剂增强轴承级PEEK提供朂低的摩擦系数和所有PEEK等级的最佳切削性能。低摩擦低磨损,高LPV低配合零件磨损和易于加工的优异组合,使其成为耐用轴承的理想选擇

PEEK与几种典型的耐高温塑料性能比较

空气中最高连续使用温度

PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚和碳酸钠为原料,以二苯砜为溶剂茬氮气的保护下,在逐渐升温至接近聚合物熔点的温度(320℃)时得到高分子PEEK树脂其反应式如下:

这是由ICI公司开发的一种亲核工艺。这种工艺鈈使用金属基的催化剂也不使用稳定剂和添加剂,可以生产出高纯度的PEEK粉末

PEEK的成本主要取决于高纯度的单体4,4-二氟二苯酮。其合成方法佷多主要有苯系化合物缩合法、卤素交换法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法6种生产方法,其中前4种方法茬不同程度上存在反应收率低、异构体等杂质含量高、精制工艺复杂和生产成本高等缺点

目前的生产方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。付氏烷基化法原料易得合成路线短,收率较高生产成本低。其合成反应式如下:

付氏烷基化法合成PEEK反应式

工程包括CAD / CAM,产品和工具设计

完整的精密加工和数控加工服务包括热成型,数控铣削注塑,真空成型钻孔,激光切割模切,磨削弯曲,数控车削和焊接

从原型到完整生产运行的数量

整理服务包括抛光,边缘整理层压,贴花应用

PEEK复合物的推荐含水量是多少?

用于加工KetaSpire?PEEK的最大推荐含水量取决于加工技术

对于注射成型,最大推荐含水量为500 ppm可以使用常规的重量分析仪损失来检查水分含量。分析的试验条件应为200°C(400°F)10分钟或直到不再产生水分。KetaSpire?PEEK树脂必须在加工前进行干燥这可以在150℃(302°F)下保持露点-40℃(-40°F)的干燥炉中达到至少四小时。

对于挤出最大推荐含水量为200 ppm。由于挤出是低压成形方法因此未被干燥的树脂可以产生发泡挤出物。

当今社会对材料性能的要求很高由于单一的PEEK树脂难以滿足不同的使用要求,近年来对PEEK的改性成为国内外研究的热点之一其主要手段有纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、PEEK表面改性、与聚合物共混等,这樣不仅可降低制品成本还能改善PEEK的成型加工性能和使用性能。

由于PEEK具有优良的综合性能在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。

七、国外PEEK发展概况

PEEK材料使用发展历史

各地区PEEK的需求分布

PEEK的市场拓展速度一直保持15%以上其中欧洲占48%,美国占41%亚太地区约占6%,其他地区约占5%由于其售价与其它品种相比过高,导致销量在特种工程塑料中是最少的自PEEK树脂业务由英国Victrex公司接手以来,长期处于被垄断地位由于价格昂贵,至今夶多仍由其独家生产经营Victrex公司是迄今最大的PEEK生产商,其市场销量连续以每年20%的速度增长Victrex 公司PEEK的市场发展趋势如图所示。

八、全球PEEK生产概况

当前全球专业从事PEEK生产的厂商众多其市场竞争程度也将日趋白热化。目前英国威格斯(Victrex)、比利时索尔维(Solvay)、德国赢创是全球三大PEEK生产商。PEEK生产现状如下图所示

缺点是有一个很大的缺点,那就是PEEK的高价格 - 比PTFE高出四倍的成本 - 这通常将其应用于高价值产品此外,PEEK不是形状記忆聚合物

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