Nome completo PAEK: I poliarileterchetoni, noti come PAEK, sono una classe di materie plastiche ingegneristiche ad alte prestazioni; attualmente sono noti polimeri PAEK, esistono più di 300 tipi di polimeri e i rappresentanti più noti sono PEEK, PEK e PEKK Polymer.
Tra tutti i polimeri disponibili nella famiglia PAEK, il PEEK è quello più ampiamente utilizzato in varie applicazioni. La molecola data forma un gruppo chetonico e due gruppi eterei; ha la rigidità di un chetone e la capacità di ruotare attorno al legame etereo. Il PEEK è sintetizzato dall'alchilazione e dalla sostituzione nucleofila aromatica dei bisfenolati che conferisce al materiale flessibilità e forte resistenza chimica e ossidativa; ha un'elevata temperatura di utilizzo di oltre 300°C.
La disposizione lineare e regolare della struttura portante in PEEK rende inoltre il materiale rigido e cristallino, il che produce un materiale solido e duro. Rende inoltre il materiale PEEK più leggero rispetto ai metalli e pertanto ha una maggiore resistenza specifica. Il grado di cristallinità presente nel PEEK definisce le sue caratteristiche meccaniche, tra cui resistenza o rigidità, d'altro canto, la fase amorfa del PEEK definisce la duttilità e il comportamento a fatica.
Il secondo materiale che può essere menzionato nell'elenco dei materiali PAEK è il PEKK, che ha una diversa struttura molecolare essendo un materiale amorfo con due gruppi chetonici e un gruppo etereo nell'unità ripetuta. Conferisce al PEKK maggiore stabilità termica e resistenza chimica oltre alle temperature di transizione vetrosa e di fusione più elevate del materiale rispetto al PEEK. I legami chetonici del PEKK sono più flessibili rispetto a quelli del PEEK e per questo motivo la flessibilità del polimero nel PEKK è elevata.
PEEK: Solitamente è prodotto in un colore bianco latte o giallo chiaro e possiede un'elevata trasmittanza o trasmissione della luce quando viene utilizzato sotto forma di pellicola o foglio.
PEKK: Spesso il colore è più scuro, ad esempio marrone chiaro o marrone scuro e la sua traslucenza è piuttosto bassa. A causa dell'elevata cristallinità, il PEKK può apparire leggermente diverso e più torbido in alcuni casi rispetto ad altri materiali simili. ”
PEEK: ha una superficie liscia e può diventare lucida dopo la lavorazione, quindi è ideale per gli utilizzi in cui l'estetica è fondamentale.
PEKK: il PEEK presenta comunque una finitura superficiale leggermente inferiore e la superficie lucidata può avere un aspetto ruvido una volta lavorata.
PEEK: viene utilizzato sotto forma di granuli o film per stampaggio a iniezione e per estrusione.
PEKK: disponibile anche sotto forma di granuli, ma grazie alle sue caratteristiche di fluidità può presentare proprietà fisiche diverse dopo lo stampaggio, come una maggiore durezza.
Resistenza meccanica:
La resistenza alla trazione e alla compressione del PEEK è leggermente superiore a quella del PEKK, quindi è consigliato per applicazioni ad alto carico. Nonostante sia leggermente inferiore al PEKE, ci sono buone prospettive per la tenacità e la resistenza del materiale in alcune applicazioni.
Cristallinità:
La cristallinità del PEEK è molto più elevata e spesso viene definito polimero semicristallino. L'indice di cristallinità del PEKK varia tra il 45 e il 50 percento, mentre quello del PEEK è tra il 43 e il 30 percento, descrivendo quindi il PEKK come relativamente più amorfo.
Levigatezza della superficie:
Rispetto ad altri materiali, il PEEK ha una superficie liscia e potrebbe ottenere una maggiore lucentezza superficiale dopo la lavorazione. Il PEKK ha una qualità superficiale leggermente inferiore e può sembrare più robusto dopo la lavorazione.
Levigatezza della superficie:
Rispetto ad altri materiali, il PEEK ha una superficie liscia e potrebbe ottenere una maggiore lucentezza superficiale dopo la lavorazione. Il PEKK ha una qualità superficiale leggermente inferiore e può sembrare più robusto dopo la lavorazione.
Resistenza chimica:
È un materiale molto resistente alle sostanze chimiche e quindi il PEEK è qualificato secondo lo standard NORSOK M-710 dell'industria petrolifera e del gas. Il PEKK ha anche una buona stabilità chimica ma, ancora una volta, il PEEK è più affidabile in alcune delle situazioni altamente corrosive.
Resistenza all'acqua:
Resistenza all'acqua: per quanto riguarda la resistenza all'acqua, sia i materiali PEEK che PEKK hanno ottime prestazioni e possono rimanere in acqua per lungo tempo.
Isolamento elettrico:
È stato riferito che il PEKK ha buone proprietà di isolamento elettrico; si sottolinea che l'indice limite di ossigeno del grado non rinforzato può raggiungere il livello 36% e UL94 V-0 se non viene aggiunto alcun ritardante di fiamma.
Resistenza alle radiazioni:
Il PEKK ha una resistenza alle radiazioni relativamente elevata. La resistenza alle radiazioni di ciascuno dei rivestimenti in polietere chetone può essere definita molto buona.
Resistenza alle alte temperature:
Il PEEK ha una temperatura di transizione vetrosa (Tg) pari a 143°C e il punto di fusione di questo polimero è pari a 343°C. La Tg del PEKK è 160-165°C e la sua Tm è compresa tra 305 e 355°C, in quanto dipendono dalla formulazione utilizzata. Ciò significa che in ambienti ad alta temperatura, il PEKK subisce una minore degradazione termica rispetto ad altri termoplastici simili.
Temperatura di deformazione termica:
Il PEKK ha migliori proprietà meccaniche e la sua temperatura di deformazione termica è molto più alta di quella del PEEK: è 160 °C più alta dei 145 °C del PEEK.
Temperatura di lavorazione:
La temperatura di lavorazione del PEEK è di circa 385°C, mentre il PEKK ha una temperatura di lavorazione relativamente bassa di circa 375°C. Ciò significa che il PEKK può essere lavorato tramite metodi diversi e ha un'ampia finestra di processo.
| Materiale | Vantaggi | Svantaggi |
| SBIRCIARE | Rapporto qualità-prezzo: adatto per produzioni su piccola e larga scala con un buon rapporto qualità-prezzo. | Costo: relativamente caro, con un prezzo di mercato di circa 300-350 €/500 g. |
| Flessibilità e modificabilità: Può essere personalizzato in base alle esigenze, adatto per dispositivi medici. | Impatto ambientale: la produzione e lo smaltimento hanno un impatto ambientale e richiedono una gestione sostenibile. | |
| Resistenza chimica: Elevata resistenza a diversi agenti chimici, adatto ad ambienti difficili. | ||
| Precisione e coerenza: mantiene strette tolleranze tecniche, garantendo la coerenza dei componenti. | ||
| Applicazioni dentali: eccellente resistenza all'usura e alla compressione, adatto per applicazioni dentali. | ||
| Resistenza meccanica: mantiene la resistenza meccanica e la stabilità dimensionale anche ad alte temperature. | ||
| Lavorabilità: può essere lavorato con precisione in forme complesse, adatte a un'ampia gamma di applicazioni industriali. | ||
| PEKK | Eccellente resistenza chimica: Maggiore resistenza a una gamma più ampia di sostanze chimiche. | Costo: spesso più costoso del PEEK (circa 350-400 €/500 g). |
| Elevata resistenza all'usura: migliore resistenza all'usura e coefficiente di attrito più basso, adatto per applicazioni ad alto stress. | Sfide di lavorazione: costi elevati della polvere, controllo preciso dei parametri di stampa 3D richiesti. | |
| Lavorabilità multifunzionale: può essere lavorato con vari metodi, come stampaggio a iniezione, estrusione e stampa 3D. | ||
| Prestazioni termiche migliorate: garantisce una maggiore conduttività termica e prestazioni migliori, soprattutto se rinforzato con fibra di carbonio. |
| Proprietà mediche | BIOPEEK | BIOPEKK |
| Proprietà antibatteriche | Il PEEK per sua natura non è antimicrobico, tuttavia può essere reso antimicrobico tramite rinforzi o rivestimenti antimicrobici. | La struttura unica del PEKK consente in alcuni casi di mostrare una migliore attività antimicrobica, in particolare se combinato con sostanze antimicrobiche. |
| Biocompatibilità | Il PEEK ha un'ottima biocompatibilità e può essere utilizzato negli impianti medici, ma la sua attività antimicrobica necessita di ulteriori studi. | Il PEKK è abbastanza accettabile e possiede caratteristiche antimicrobiche accettabili per l'applicazione implantare a lungo termine. |
| Trattamento superficiale | Tuttavia, è possibile sottoporre il PEEK a modifiche fisiche o chimiche sulla superficie per migliorarne le proprietà antimicrobiche intrinseche, come il rivestimento del PEEK. | Altre tecniche di trattamento superficiale del PEKK, come i trattamenti al plasma e UV, possono migliorare le caratteristiche antimicrobiche, mentre in questo caso l'impatto della modifica superficiale è maggiore a causa della minore cristallinità del polimero. |
| Esempi di applicazione | Il PEEK viene impiegato negli impianti spinali, nelle sostituzioni articolari e simili; tuttavia, sono necessari ulteriori passaggi per migliorarne le caratteristiche antimicrobiche. | Il PEKK viene utilizzato per applicazioni odontoiatriche e ricostruzioni cranio-maxillo-facciali; la procedura antimicrobica può ridurre significativamente il tasso di infezione. |
Pertanto, il PEEK è un materiale speciale con caratteristiche specifiche come resistenza alle alte temperature, eccellente resistenza chimica, buone proprietà meccaniche, basse prestazioni di usura e biopeek, che lo rendono adatto a una varietà di usi in settori competitivi come aerospaziale, automobilistico, elettronico e dispositivi medici. Rispetto al PEEK, varia in diversi aspetti delle prestazioni, che dipendono comunque dalla domanda del prodotto.
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Zhejiang Baowei Industrial ha investito 15 milioni di yuan nel nuovo centro di ricerca e sviluppo della tecnologia applicativa PEEK, che è stato messo in funzione. Con l'aiuto di questo centro di ricerca e sviluppo, il nostro personale tecnico può fornire molti servizi tecnici per l'industria PEEK, tra cui principalmente:
