不同制备工艺聚醚醚酮及其复合材料的力学性能研究进展
2021-10-20师瑞宁杨诗卉张静洁王俊艳周延民赵静辉
师瑞宁 杨诗卉 张静洁 王俊艳 周 哲 周延民 赵静辉
作者单位:130021 长春,吉林大学口腔医院口腔种植中心(赵静辉为通讯作者)
聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)是一种聚芳香族半结晶热塑性高分子材料,最初于1978年被开发出来并被应用于工业领域,20 世纪90 年代末,聚醚醚酮椎间融合器开始取代传统的金属椎间融合器[1]。聚醚醚酮的弹性模量为3~4GPa,与人皮质骨的弹性模量(6~30GPa)接近,远低于钛及钛合金的弹性模量(100GPa 以上),与金属植入物相比,可以有效降低应力遮挡引起的骨吸收风险[2]。近年来,聚醚醚酮已被广泛应用于脊柱外科、矫形外科、颌面外科等领域[3],本文将从制备工艺及其复合材料两个方面对其力学性能研究进展作一综述。
一、不同制备工艺聚醚醚酮的力学性能
目前,PEEK 主要的制备工艺包括注塑成型、熔融沉积成型、选择性激光烧结和热压成型等,不同的制备工艺及加工参数会显著影响PEEK 的力学性能(表1)。

表1 不同制备工艺聚醚醚酮及其复合材料的力学性能总结
1.拉伸性能:在各种制备工艺中,注塑成型加工的PEEK 拉伸性能较为突出,熔融沉积成型PEEK的拉伸强度约为注塑成型PEEK 的43.4%[4],选择性激光烧结PEEK(EOSPEEKHP3)的拉伸性能与注塑成型PEEK(PEEK450G)接近[5]。模具温度是影响试件力学性能的主要因素,研究发现,注塑成型PEEK的拉伸强度在模具温度为200℃时最高,可达到97MPa,材料的拉伸屈服应力和屈服应变随模具温度升高而显著降低[6,7],Bobe 等[8]发现随着模具温度从110℃上升至200℃,微注塑成型PEEK 的断裂伸长率降低,拉伸模量从400MPa 上升至2000MPa。……
