Innovationen (Teil 2): Materialien bewegen die Welt

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Erfindungen haben viele Gesichter: eine neue Technologie, ein innovatives Verfahren oder die Entdeckung bzw. Entwicklung eines neuen Materials. Beispiele dafür sind die Verwendung von Beton von der Antike bis heute (1), die Art und Weise, wie Stahl unsere Umwelt verändert hat, und auch der weltweite Einzug von Polymeren.

Seit ihrer ersten Entdeckung und der nachfolgenden Entwicklung haben Kunststoffe und die sie begleitenden Technologien einen langen Weg zurückgelegt.

„Das erste synthetische Polymer wurde 1869 von John Wesley Hyatt erfunden. Inspiriert wurde er von einem New Yorker Unternehmen, das demjenigen 10.000 US-Dollar Belohnung versprach, der einen Ersatz für Elfenbein bieten konnte. Die wachsende Popularität von Billard erschwerte nämlich die Versorgung mit natürlichem Elfenbein, das durch das Töten wilder Elefanten gewonnen wurde. Mit der Behandlung von aus Baumwollfasern gewonnener Cellulose mit Kampfer entdeckte Hyatt einen Kunststoff (Celluloid), der in verschiedenen Formen hergestellt werden und natürliche Materialien wie Schildpatt, Horn, Leinen und Elfenbein imitieren kann. Diese Entdeckung war revolutionär. Zum ersten Mal war die menschliche Produktion nicht an die Grenzen der Natur gebunden“, erklärt die Webseite des Science History Institute und merkt an, dass die Kunststoffrevolution gerade erst begonnen hatte. (2)

Der Chemiker Leo Hendrik Baekeland entdeckte 1907 Bakelit, den ersten vollsynthetischen Kunststoff. Die beiden Erfindungen haben große Chemieunternehmen dazu veranlasst, in die Forschung und Entwicklung neuer Polymere zu investieren. Diese Materialien bieten heutzutage unendliche Möglichkeiten für Innovationen – allerdings auch Herausforderungen für die Umwelt durch nicht umweltgerechte Entsorgung des einen oder anderen Standardkunststoffs.

PEEK-Polymer - eine Erfindung, die andere zu Erfindungen inspiriert
Es folgten noch viele Jahrzehnte und zahlreiche Entdeckungen auf dem Gebiet der Polymere, bis ein neues Hochleistungspolymer mit dem Namen PEEK (Polyetheretherketon) von John B. Rose und Philip A. Staniland erfunden wurde. (3) Nachdem PEEK eine Handvoll Menschen zu begeistern begann, war am 19. November 1978 die erste Charge des Hochleistungspolymers beim britischen Chemiegroßunternehmen ICI hergestellt worden. Nach nur drei Jahren folgte dann die Vermarktung der ersten PEEK-Polymere als „VICTREX PEEK“, darunter glas- und kohlefasergefüllte Typen. Der Rest ist Geschichte, eine Geschichte, die eng mit dem Unternehmen von Victrex verbunden ist.

 

Nach der Erfindung 1978 folgten 40 Jahre bahnbrechender Innovationen auf PEEK-Basis, die in einer Reihe von Branchen zu Veränderungen beitrugen. Oft war es bei anspruchsvollen Anwendungen so, dass der Einsatz des Thermoplasts zunächst unwahrscheinlich schien. Doch häufig stellte sich heraus, dass der vielseitige Mix der außergewöhnlichen Eigenschaften von PEEK die erforderliche Materiallösung bot.

Die Leidenschaft für Pionierarbeit bei PEEK
Unter den ersten PEEK-Pionieren war auch Wolfgang Reimer, heute Global Strategic Account Manager von Victrex. Schon Anfang 1980 war Reimer überzeugt, dass das Material schnell erwachsen werden und großen Einfluss auf viele Branchen und zukünftige Generationen haben würde. „PEEK versprach großes Potenzial. Als kleines Spezialitätenunternehmen mussten wir jedoch Vertrauen aufbauen und beweisen, dass PEEK und wir die Erwartungen der Kunden erfüllen können. Außerdem wussten wir, dass sich die Idee für eine Innovation in kürzester Zeit entwickeln lässt, der Erfolg eines Unternehmens jedoch nicht. So wurden beispielsweise schon früh erste Anwendungen für Dichtungen entwickelt. Heute werden sie in der Automobil- und Energiebranche sowie in Industriemaschinen zahlreich eingesetzt.“

Innovation hört nie auf
Der Einfluss von PEEK ist heute hoch am Himmel, tief im Ozean und sogar unter der Haut spürbar. Es scheint keine Grenze dabei zu geben, wie Menschen PEEK in brillante Lösungen verwandeln, um ihre Erfindungen und Verbesserungen zum Leben zu erwecken, komplexe technische Herausforderungen zu lösen und dabei häufig Metalle zu ersetzen. Vor allem treibt PEEK aktiv Innovation voran, um verbesserte Anwendungen, ein hervorragendes Kosten-Nutzen-Verhältnis und ökologische Vorteile zu erzielen.

Zu den jüngeren Erfindungen, bei denen PAEK- und PEEK-Polymere eingesetzt werden, zählen Zahnprothesen und Wirbelsäulenimplantate, Mobiltelefone, Zahnräder in Fahrzeugmotoren und thermoplastische Verbundstofflösungen für die Luftfahrtindustrie. Medizinische Traumaplatten, eine potenzielle Lösung im Bereich von Knien und neue PAEK-Produkte für die additive Fertigung / den 3D-Druck sind in der Entwicklung. Es ist davon auszugehen, dass diese jüngsten Projekte in den Forschungs- und Entwicklungslabors neue Meilensteine auf dem Weg von Victrex mit PAEK/PEEK in die nächsten 40 Jahre markieren werden.

Was ist die erstaunlichste oder bahnbrechendste PEEK-Innovation oder -Anwendung, auf die Sie gestoßen sind? Schreiben Sie mir einfach eine E-Mail (auf Englisch)! Ich würde mich auch freuen, von Ihren Ideen und damit verbundenen (Material-)Herausforderungen zu hören, die PAEK oder PEEK vielleicht lösen kann.

In einem unserer nächsten Blogbeiträge werden wir uns auf einzelne Branchen konzentrieren und einen Blick auf PEEK werfen, wie dieses Hochleistungsmaterial in Kombination mit dem fundierten PAEK-/PEEK-Know-how von Victrex dazu beitragen kann, brillante neue Lösungen zu entwickeln für die anspruchsvollen Anwendungen und die sich schnell entwickelnden Megatrends der Zukunft.

Sources:
1) https://www.concretenetwork.com/concrete-history/
2) https://www.sciencehistory.org/the-history-and-future-of-plastics
3) European Patent Office, Publication number 0 001 879, Proprietor: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC
4) https://www.victrex.com/en/news/2018/11/40-years-of-peek-success

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