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在过去几十年中，塑料在医疗领域的应用越来越广泛。聚醚醚酮（PEEK）自从1999年首度应用于临床以来，凭借其自身独特的特性在众多医用材料中脱颖而出，得到了众多医疗器械制造商和外科医生的认可，圈粉无数。
众所周知，植入材料需要在人体内长期存留，因此对其生物相容性、疲劳强度、抗磨损、抗腐蚀等特性要求很高。与其他高温塑料如聚苯硫醚（PPS）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯醚（PPO）相比，PEEK的使用温度上限至少高出50%
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PEEK原料外观浅茶色，熔化温度约340℃最高持续使用温度250℃;拉伸强度100 110Mpa;断裂伸长率20%;介电常数3.5洛氏硬度M105。PEEK具有优秀的综合性能，机械性能好耐高温，耐化学性能卓越，PEEK的成型加工可注塑、挤塑、吹塑、压制等。
此前，医用钛及钛合金材料作为生物医用材料界“网红”，是医学植入的理想材料。但随着全球材料科学的高速发展，高分子材料在医学领域的应用越来越广泛。越来越多地应用于人工脊椎、牙齿、颅骨等多个领域。
1978 年，英国帝国化学工业公司（原 ICI，1993 年被 Victrex 收购成为独立公司）开发出 PEEK ，自问世以来，一直被作为一种重要的战略性国防军工材料，许多国家均限制出口。20 世纪 80 年代，英国 ZYEX 公司开始 PEEK 纤维的生产开发，产品包括单丝、复丝、中空 PEEK 纤维等。
聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone, PEEK）是在主链结构中含有两个醚键和一个酮键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料，是聚芳醚酮（PAEK）的品种之一，拥有半结晶态的特点，具有耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、耐化学腐蚀性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、无毒、阻燃等优异性能，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。聚醚醚酮（PEEK）釆用亲核取代法制备。由4,4'-二氟二苯甲酮与对苯二酚在二苯砜溶剂中，在碱金属碳酸盐作用下进行缩聚反应制得。反应式如下：
缩聚反应在150℃到340℃温度下进行。起始反应温度要低，以免损失对苯二酚，并减少副反应。然后缓慢升温，聚合物溶解在溶剂中，反应在320℃下进行完全。聚合物分子量取决于二氟二苯甲酮和对苯二酚的摩尔比。两者通常为等摩尔比，若前者稍过量，则聚合物含有氟端基。氟端基比酚端基的热稳定性更好。
碱金属碳酸盐通常为碳酸钾和碳酸钠的混合物，用量是1mol对苯二酚至少有2mol（碱金属碳酸盐相应于一个轻基至少对应一个碱金属原子）。若碱金属碳酸盐与对苯二酚的比值过低，则聚合物呈脆性；若比值过高，则会引发一系列副反应而影响产品性能。缩聚反应在带有搅拌装置的不锈钢反应器中进行。
将原料二氟二苯甲酮、对苯二酚及溶剂二苯砜（量约为二氟二苯甲酮的2到3倍）加入聚合反应器中，通氮气并加热升温至180℃，加入无水碳酸钾碳酸钠的混合物，升温至200℃保温1h，然后再升温至250℃保温15min，最终升温至320℃ 保温2.5h。反应物从反应器中放出，经冷却后至滞留罐。聚合物与无机盐、氟化钠、氟化钾、二苯砜一起结晶析出。反应中生成的二氧化碳与氮气经冷凝后放空。
罐中的聚合物粉碎后，用500pm孔径的细筛筛选，然后送入萃取器，用丙酮萃取，悬浮液经第一及第二压滤机压滤，并用丙酮洗涤沉淀，以除去二苯砜。滤液送至结晶器，回收二苯砜与丙酮，滤饼送至水洗罐，用水洗涤，以除去聚合物中的无机盐。悬浮液经第三、第四压滤机压滤后，滤液送溶剂回收，压滤后的滤饼送至干燥器经干燥后制得产品。
英国威格斯公司 (Victrex plc) 是全球领先的高性能材料制造商，其产品包括VICTREX PEEK 聚合材料、VICOTE™ 涂料和APTIV™ 薄膜。这些材料具有独特的综合性能，可广泛应用于不同的市场领域，有助于加工厂商和终端用户实现成本更低、品质更高及性能更优的目标。
威格斯生产设施设在英国，并有服务于全球30多个国家的销售和分销中心，其全球市场开发、销售和技术支持服务部门与客户携手合作，提供加工、设计和应用开发领域的实用协助以及培训。
VICTREX PEEK——性能最高的热塑性材料之一
1978，威格斯成功开发出VICTREX PEEK聚合材料至今，VICTREX PEEK已经拥有30年历史。VICTREX PEEK是一种线性芳族半结晶的热塑性塑料，是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一。这种材料提供了独特的综合性能，帮助加工厂商和最终用户在成本节约、性能提升和产品差异化方面达到全新水平。
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peek材料具有高强度、高刚性和良好的耐磨性，能够承受高负荷和高温环境。
peek材料能够在高温环境下保持稳定的性能，适用于高温环境下的应用。
peek材料对大多数化学物质具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗化学物质的侵蚀。peek材料可以加工成各种形状和尺寸的部件，方便应用于不同领域。
人体植入材料PEEK 不仅具有质量轻、无毒、耐腐蚀，还是与人体骨骼最接近的材料，由于可以与骨头的硬度相媲美而备受关注，并且通过掺杂或复合工艺可以使 PEEK 的弹性模量调整到与生物骨组织相近的水平，因而 PEEK 在医疗健康领域，如脊柱手术、骨科类医疗产品的临床应用越来越广泛。
与钛、钴铬合金等典型的医用植入材料相比，PEEK 具有较多的优势：较低的弹性模量；可透过X 射线；优异的消毒功能，即使长期在热蒸汽、环氧乙烷和 γ 射线下，能保持原有性质不改变；良好的生物相容性；力学性能可调整；更大的设计自由度。
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无毒安全不过敏。首先，PEEK具有优良的生物相容性。生物相容性是衡量一种材料是否适合人体植入的最基本要素，材料必须无细胞毒性、诱变性、致癌性，且不引发过敏。植入级PEEK在国外独立测试机构严格按照ISO10993的要求，进行了完整的生物相容性测试。结果表明，植入级PEEK具有优异的生物相容性，且没有任何副作用。
无应力屏蔽，周围骨骼更健康。沃尔夫定律指出骨在需要的地方就生长，不需要的地方就吸收，即骨的生长、吸收、重建都与骨的受力状态有关。当采用金属材料植入人体时，由于其弹性模量远超出骨骼，所以植入金属材料周围的骨骼承受负荷就会减小，从而形成应力遮蔽效应。
根据沃尔夫定律，植入金属材料可能造成的后果就是降低骨骼的愈合速度，且长此以往，骨骼还可能变得疏松，甚至退化。而PEEK的弹性模量与骨骼非常接近，骨骼所受的应力并不完全由植入体承担，因此不存在所谓的应力屏蔽现象，从而使植入物周围的骨骼更健康。
术后跟踪观察更方便。想必大家体检时应该都做过胸透和X光，进行这些项目的时候，大家都要把衣物中的金属制品拿出，否则会影响医生观察，这是因为金属不具有X光穿透性，而PEEK则不同，它具有X射线穿透性。
由于其良好的可视性，致使X光片无伪影，可以实现在CT扫描或核磁共振成像辅助下进行手术，帮助医生在手术过程中调整植入体位置，术后也能轻松跟踪愈合过程，对骨生长及愈合进行有效监控。
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PEEK作为热塑性工程塑料的代表，具有易加工的特点，适用于常规的塑料加工成型方式包括注塑成型、挤出成型、模压成型和熔融纺丝等。近年来，随着3D打印技术的不断发展，PEEK作为可3D打印的聚合物材料代表，拓展了其在医疗器械领域的应用，尤其是复杂形态结构的医用植入物方面。
在加工技术发展的同时，随着市场对材料性能要求的提高，近年来对PEEK的改性和复合成为了行业发展的热点。除了在聚合阶段通过改变聚合物主链的成分或比例，以此进行化学改性外，在工业上常见的性能提升方法还包括表面改性、共混改性以及复合填充增强等，同时改善PEEK的成型加工性能和使用性能。
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经过40多年的应用开发，PEEK的产品种类型号、参与企业和应用领域都在不断拓展，保持较高的行业增速。但因其价格较高，在特种工程塑料中占有的市场份额较少。欧美主流企业多年来通过并购和自主开发（或合作开发）相结合的方式，依靠扩大生产规模以产生规模效应、积极开发改性及复合新产品，以及通过下游产业的合作开发来不断拓展应用范围，寻找出路。
我国目虽然已有PEEK合成的自主研发技术，并且一定程度上解决了PEEK原料成本过高的问题。但是我国的PEEK产业链发展较发达国家还有很大差距，尤其在高附加价值下游应用的拓展方面，受整体工业制造能力的限制，难以占据优势。
随着我国大型飞机、轨道客车、汽车工业、医疗和国防军工产业的发展，对于以PEEK为代表的特种工程塑料需求也在不断提高，尤其在提升高性能产品的生产和加工能力方面的要求十分迫切。
原文始发于微信公众号（艾邦高分子）：聚醚醚酮（PEEK）—医用材料界的“无敌强”
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