PEEK- Πολυμερές παντός καιρού…

Ο λόγος για την πολυεθερεθεροκετόνη (ΡΕΕΚ- Polyetheretherketone), ένα πολυμερές το οποίο μπορεί κανείς να βρει σε σπονδυλικά εμφυτεύματα, σε κινητά τηλέφωνα και σε αεροπλάνα!

Η πολυεθερεθεροκετόνη, γνωστή για προφανείς λόγους με την συντομογραφική της ονομασία PEEK, εφευρέθηκε το 1977 από την εταιρεία χημικών ICI. Είναι θερμοπλαστικό (εν αντιθέσει με τα θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή) και σε αντίθεση με τα περισσότερα θερμοπλαστικά χαρακτηρίζεται από σταθερή χημική δομή η οποία με τη σειρά της του προσδίδει υψηλές μηχανικές ιδιότητες.

Πριν από σχεδόν ένα χρόνο, η βρετανική Victrex, η οποία είναι και η κληρονόμος της πατέντας του ΡΕΕΚ από την ICI, ολοκλήρωσε το δεύτερο εργοστάσιο παραγωγής φιλμ APTIV (εμπορική ονομασία) για εφαρμογές σε κινητά και tablet. Η συνολική επένδυση ήταν περίπου 19 εκατομμύρια € και δημιούργησε 120 νέες θέσεις εργασίας! Αξίζει να αναφερθεί ότι όταν ξεκίνησε η Victrex είχε λιγότερους από 60 εργαζόμενους ενώ σήμερα η αξία της εκτιμάται στα 2 δις €!

Η PEEK, ξεκίνησε να χρησιμοποιείται σε εφαρμογές αεροδιαστημικής και ιατρικής. Σήμερα όμως, βρίσκεται σε μία πληθώρα καταναλωτικών αγαθών, μεταξύ αυτών και τα σύγχρονα smartphones. Με την ανάπτυξη του smartphone το 2007, το πάχος των κινητών ελαττώθηκε σημαντικά, ταυτόχρονα όμως, αυξήθηκε σημαντικά η απαίτηση για λειτουργία των ηχείων! Τα πολυμερή όπως οι πολυεστέρες που χρησιμοποιούνταν προηγουμένως στα συγκροτήματα ακουστικών και μεγαφώνων των νέων κινητών, δεν άντεχαν την ισχύ και ρωγμάτωναν. Η ΡΕΕΚ, διακρίνεται από την απαραίτητη μηχανική αντοχή ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες ώστε να αντεπεξέλθει στα watt που παράγουν τα ηχεία των σύγχρονων smartphones. Επιπρόσθετα, επειδή είναι θερμοπλαστικό υλικό, η παραγωγή των φιλμ είναι πολύ πιο γρήγορη και οικονομικότερη απ’ ότι για τα προηγούμενα υλικά.

Στην αεροναυπηγική, το πολυμερές αυτό χρησιμοποιείται για μία πλειάδα από εφαρμογές. Κύριο χαρακτηριστικό του είναι το χαμηλό του βάρος, το οποίο συνδράμει στη συνολική μείωση του βάρους του αεροσκάφους στο οποίο τοποθετείται, αντικαθιστώντας- συνήθως- άλλα πολυμερή. Σήμερα, περισσότερα από 15οοο εν υπηρεσία αεροσκάφη πολιτικής αεροπορίας έχουν εξαρτήματα από ΡΕΕΚ. Η μείωση του βάρους του αεροσκάφους έχει ως αποτέλεσμα οικονομία στα χρησιμοποιούμενα καύσιμα και στο ίχνος διοξειδίου αυτού (όπως επιβάλλει το πρωτόκολλο του Κιότο). Μία από τις χαρακτηριστικότερες εφαρμογές είναι για θερμομόνωση. Επιπλέον, είναι από τα λίγα υλικά που πληρούν τις νέες απαιτήσεις της FAA για αναφλεξιμότητα. Επιπρόσθετα, αν τελικά πάρει φωτιά, καίγεται με πολύ αργό ρυθμό, παράγοντας άχρωμο καπνό ο οποίος παρουσιάζει πολύ χαμηλή τοξικότητα και ως εκ τούτου δε δυσχεραίνει την έξοδο των επιβατών από το αεροσκάφος.

Εκτός από τα αεροσκάφη, περισσότερα από 250 εκταμμύρια αυτοκίνητα που κατασκευάζονται σήμερα περιέχουν εξαρτήματα από ΡΕΕΚ αντί μετάλλων όπως το αλουμίνιο ή το μαγνήσιο. Για τους ίδιους λόγους που το εν λόγω πολυμερές βρήκε μεγάλη απήχηση στην αεροναυπηγική, η ΡΕΕΚ αποτελεί και εξαιρετική επιλογή για μήτρα σε σύνθετα υλικά. Συνήθως η όποια εποξική ή μήτρα άλλου τύπου ρητίνης χαρακτηρίζεται από φτωχές μηχανικές ιδιότητες οι οποίες έχουν ανάγκη τις ενισχυτικές ίνες για να μπορεί το τελικό υλικό να βρει εφαρμογή. Αυτό δεν υφίσταται στην περίπτωση της ΡΕΕΚ και η ελάχιστη πυκνότητα ινών για βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του τελικού σύνθετου υλικού είναι πολύ μικρότερη.

Αν τα 250 εκατομμύρια αυτοκίνητα που κυκλοφορούν με εξαρτήματα ΡΕΕΚ είναι εντυπωσιακό νούμερο, θεωρούμε πως εξίσου εντυπωσιακά είναι τα 5 εκατομμύρια ευρωπαίων που επίσης κυκλοφορούν και έχουν σπονδυλικά εμφυτεύματα από ΡΕΕΚ! Η σπονδυλική στήλη χαρακτηρίζεται κατά κύριο λόγο από θλιπτικά φορτία μεταξύ των σπονδύλων. Οι υψηλές μηχανικές ιδιότητες του υλικού αυτού καθώς και η μνημειώδης βιοσυμβατότητά του, το καθιστούν ιδανική επιλογή για εφαρμογές που παραδοσιακά «ιατρικά» μέταλλα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Σχολιάστε

Filed under Connecting Science

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s