NL1005294C2

NL1005294C2 - Werkwijze voor het verwerken van polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht (UHMWPE) van ten minste 400.000 door verwarmen onder verhoogde druk en daarna afkoelen, aldus verkregen UHMWPE en een biomedische toepassing hiervan.

Info

Publication number: NL1005294C2
Application number: NL1005294A
Authority: NL
Inventors: Sanjay Rastogi; Pieter Jan Lemstra; Peter Paul Koets
Original assignee: Univ Eindhoven Tech
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-18
Also published as: WO1998035818A1; AU6123598A; DE69824151T2; EP0960015B1; EP0960015A1; US6433120B1; ATE267688T1; DE69824151D1

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het verwerken van polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht (UHMWPE) van ten minste 400.000 door verwarmen onder verhoogde druk en daarna afkoelen, aldus verkregen UHMWPE en een biomedische 5 toepassing hiervan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht (UHMWPE) van ten minste 400.000 door verwarmen onder verhoogde druk 10 en daarna afkoelen, aldus verkregen UHMWPE en een biomedische toepassing van dergelijk UHMWPE.

Een dergelijke werkwijze voor het verwerken van polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht (UHMWPE) van ten minste 400.000 is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.587.163. Deze 15 werkwijze omvat het verwarmen van poedervormig UHMWPE of een dergelijk gedeeltelijk gesmolten, in de smelt gekristalliseerd materiaal tot een temperatuur van 220-320 °C in afwezigheid van zuurstof bij een compressie-belasting van ongeveer 1500-2000 pound (1 pound = 0,454 kg) gedurende ongeveer 10 minuten. Vervolgens wordt bij een temperatuur van ongeveer 20 150 °C het materiaal gedurende 10 minuten onderworpen aan een compressie van ongeveer 12.000-14.000 pound (1 pound = 0,454 kg) waarna het resulterende materiaal onder een belasting van ongeveer 1500 pound (1 pound = 0,454 kg) naar omgevingstemperatuur wordt afgekoeld ter verkrijging van een semikristallijne morfologie waarbij het korrel achtige 25 gedrag of geheugen van het oorspronkelijke uitgangsmateriaal niet meer aanwezig is. Hoewel de compressie nauwkeurig is weergegeven, is het niet duidelijk welke oppervlakte-eenheid van toepassing is om de druk weer te geven in kracht/oppervlakte. Dergelijke omstandigheden zorgen ervoor dat het uitgangsmateriaal volledig smelt ter vorming van een homogene smelt 30 waarin de voorheen aanwezige korrelachtige structuur is verloren gegaan. Volgens dit Amerikaanse octrooischrift treedt volledige versmelting op van de poederdeeltjes van polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht, en daardoor ontstaat een uniforme, in de smelt gekristalliseerde morfologie, bij het verwarmen boven 220 °C. Daarnaast is het uit deze referentie bekend 35 dat slechts gedeeltelijke versmelting van de poederdeeltjes onder 220 °C optreedt, hetgeen wordt veroorzaakt door de hoge smeltviscositeit (in het temperatuurgebied 145-210 °C) die de vorming van een moleculair netwerk tussen de poederdeeltjes verhindert. Bovendien verhindert de hoge mate 1005294 2 van fysische verstrengelingen de ketenmobiliteit tijdens het compressie-vormgevingsproces; een effectieve keten-interpenetratie tussen poederdeel-tjes kan volgens dit Amerikaanse octrooi schrift slechts plaatsvinden na verwarming van het ruwe poedermateriaal of een gedeeltelijk gesmolten 5 smelt-gekristalliseerd materiaal boven een temperatuur van 220 °C bij welke temperatuur de smeltviscositeit significant lager is.

Uit experimenten is gebleken dat aldus bereid UHMWPE, indien toegepast in kunstheupen, waarbij een in het been aangebrachte metalen pen is voorzien van een laag UHMWPE, welke pen zich bevindt in 10 de holle ruimte van de heup, na een gebruikersperiode van ongeveer 7 jaren aan zodanige slijtage onderhevig is, dat de metalen pen operatief uit het lichaam dient te worden verwijderd om te worden vervangen door een nieuwe pen. Een dergelijke operatie na een relatief korte gebruikersperiode is ongewenst. Bovendien zal in de toekomst het aantal toegepaste kunstheupen 15 toenemen waardoor een langere gebruikersperiode is gewenst.

Het doel van de onderhavige uitvinding is daarom te voorzien in polyetheen met zeer hoog molecuul gewicht van ten minste 400.000, welk materiaal een betere bestandheid tegen slijtage heeft dan het volgens de stand van de techniek bekende UHMWPE.

20 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is te voorzien in een werkwijze voor het bereiden van polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht van ten minste 400.000, welke werkwijze wordt uitgevoerd bij aanzienlijk lagere temperatuur- en drukomstandigheden dan bekend volgens de stand van de techniek.

25 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, zoals vermeld in de aanhef, wordt gekenmerkt doordat UHMWPE met een lameldikte < 12 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk > 141 °C wordt toegepast, waarbij het verwarmen onder verhoogde druk plaatsvindt via een hexagonale overgangsfase, welke fase wordt weergegeven door een gebied, 30 zoals gearceerd aangegeven in de figuur, gelegen onder de evenwichtslijn van de fase-overgang orthorhombische fase-vloeistoffase, welk gebied is omsloten door de punten (P,, V), (P2, V), (P2, T2) en (P,, T,), waarbij T, en T2 de evenwichtstemperaturen behorende bij de respectieve drukken P,, P2 weergeven, vervolgens verwarmen tot smelten en afkoel en naar 35 omgevingstemperatuur.

Het fasediagram van UHMWPE wordt in het algemeen onderverdeeld in drie afzonderl i jke fasegebieden, te weten een orthorhombische fase, een hexagonale fase en een vloeistoffase, en is beschreven in 1005294 3 het artikel "Equilibrium triple point pressure and pressure-temperature phase diagram of polyethylene", Polymer, 1992, volume 33, nummer 12 van Hikosaka, M., et al. Het thermodynamisch kritische punt Q0 is gelegen bij een druk Qn van 3,5 kbar en een temperatuur Q, van 230 °C en is voor UHMWPE 5 met een molecuulgewicht van ten minste 400.000 onafhankelijk van de grootte van het molecuulgewicht. De hexagonale overgangsfase is gelegen onder de evenwichtslijn van de vloeistof-orthorhombische fase, zoals gearceerd is weergegeven in de bijgevoegde schematische figuur 1.

Een dergelijke werkwijze voor het verwerken van UHMWPE 10 is ook bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0 614 347 waarbij polyetheen met een zeer hoog molecuulgewicht van ten minste 400.000, een kristallijn smeltpunt groter dan 144 °C en een kristalmorfologie, omvattende een bimodale distributie van de moleculaire ketens, waarbij één groep een grootte heeft van 200 nm tot 800 nm en een andere groep een grootte van 15 5 tot 50 nm, wordt verwerkt door polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht van ten minste 400.000 te onderwerpen aan een vloeistofdruk van ten minste 2 kbar en een temperatuur van 190-300 °C gedurende ten minste 0,5 uur, vervolgens het verlagen van de temperatuur naar ongeveer 160-170 °C of lager, waarbij de druk op ten minste 2 kbar wordt gehandhaafd en tenslotte 20 het afkoel en naar een temperatuur van ongeveer 130 °C of lager en het verlagen van de druk naar ongeveer 1 bar.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is wezenlijk anders dan beschreven in Europese octrooiaanvrage 0 614 347 omdat volgens de onderhavige uitvinding het verwarmen onder verhoogde druk wordt 25 uitgevoerd via een hexagonale overgangsfase, welke fase bij lagere druk-en temperatuursomstandigheden is gelegen dan de in deze Europese octrooiaanvrage beschreven hexagonale fase. Het verwerken van het uitgangsmateriaal via de hexagonale overgangsfase ter verkrijging van een materiaal dat goede eigenschappen op het gebied van de bestandheid tegen 30 slijtage bezit, is hieruit niet bekend. Daarnaast is het uitgangsmateriaal van de Europese octrooiaanvrage 0 614 347 wezenlijk anders dan volgens de onderhavige aanvrage omdat de onderhavige uitvinders een bijzonder polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht toepassen, welk polymeer een lameldikte heeft kleiner dan 12 nm en een smelttemperatuur bij atmosferi-35 sche druk > 141 °C, bij voorkeur een lameldikte in het gebied van 5 nm - 12 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk in het gebied van 141 °C - 148 °C. Uit experimenten is gebleken dat indien de lameldikte groter dan 12 nm is geen volledige versmelting van het uitgangsmateriaal 100*204 4 wordt waargenomen. Een overeenkomstig effect wordt waargenomen indien de smelttemperatuur lager dan 141 °C is, bijvoorbeeld 140 °C. De bovengrens van de geschikte smelttemperatuur wordt bepaald door het toegepaste UHMWPE.

De experimenten volgens de onderhavige uitvinding hebben 5 de relatie aangetoond tussen de smelttemperatuur bij atmosferische druk, de lameldikte en de uit te voeren werkwijze om UHMWPE te verwerken via de hexagonale overgangsfase ter verkrijging van UHMWPE dat betere eigenschappen bezit op het gebied van de bestandheid tegen slijtage dan UHMWPE verwerkt volgens methoden onder toepassing van temperatuur- en 10 drukomstandigheden die wezenlijk hoger zijn dan volgens de onderhavige uitvinding. De aanwezigheid van een dergelijke hexagonale overgangsfase in het orthorhombische fasegebied vormt een wezenlijk aspect van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinders hebben hiervoor de volgende 15 verklaring maar het is duidelijk dat zij in geen geval tot een dergelijke verklaring zijn gebonden. Er wordt verondersteld dat het smelten van de lamelachtige kristallen met een lameldikte < 12 nm zich voltrekt via een metastabiele hexagonale overgangsfase, welke fase zich bevindt binnen de thermodynamisch stabiele orthorhombische fase. Na het voltooien van het 20 smelten en de herkristallisatie uit de smelt wordt het verschijnen van een hexagonale overgangsfase niet meer waargenomen. Tijdens het verwarmen en het verouderen van de in oplossing gekristalliseerde monsters neemt de dikte van de lamelachtige kristallen toe, in het bijzonder in de mobiele hexagonale fase, en het verschijnen van een hexagonale overgangsfase kan 25 daarom in relatie worden gebracht met de oorspronkelijke, geringe lamelachtige dikte. De lameldikte van het uitgangsmateriaal polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht is daarom voor de onderhavige uitvinding van wezenlijk belang. Onder toepassing van polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht van ten minste 400.000 met een lameldikte < 12 nm en een 30 smelttemperatuur bij atmosferische druk > 141 °C, welke kristallen zeer metastabiel zijn, kan de overgang van de de orthorhombische fase naar de hexagonale overgangsfase reeds plaatsvinden bij een druk in de buurt van 1 kbar, welke druk aanzienlijk lager is dan genoemd in de referenties volgens de stand van de techniek.

35 In de bijgevoegde figuur is het fasediagram van polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht weergegeven. Het punt Q, gelegen bij een druk Qp en een temperatuur QT, is het evenwichtspunt van de drie fase-overgangen, te weten overgang van orthorhombische naar hexagonale 1005294 5 fase, overgang van hexagonale fase naar vloeibare fase en overgang van orthorhombische fase naar vloeibare fase. De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat een hexagonale overgangsfase aanwezig is in het orthorhombische gebied, welke hexagonale overgangsfase door arcering is weergegeven 5 en wordt begrensd door de drukken Pj en P2 en temperaturen T/, Tp T2.

De hexagonale overgangsfase wordt bereikt door een bijzonder polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht te onderwerpen aan het verwarmen onder een overdruk, welke temperatuur- en drukgrenzen in het fasedi agram respectieve! ijk met V > Ti» T2> Pj en Pg zijn aangeduid. Onder 10 bijzonder polyetheen met zeer hoog molecuulgewicht wordt verstaan zeer hoog molecuulgewicht polyetheen (Mw > 400.000) met een 1 ameldikte < 12 nm, met name in het gebied 5 nm - 12 nm, en een smelttemperatuur bij atmosferische druk > 141 °C, met name in het gebied 141 - 148 °C. Hoewel een dergelijke hexagonale overgangsfase niet scherp is begrensd, bevindt 15 het gebied zich tussen een druk van 0,5 kbar (Pj) en 3,4 kbar (P2) en een temperatuur van ten minste 155 °C (1/). De waarden voor Tj en T2 worden bepaald door de evenwichtslijn van de faseovergang vloeistoffase en orthorhombische fase en bedragen respectievelijk 160 °C (T,) en 220 °C (T2).

20 Het verwarmen vanaf omgevingstemperatuur vindt bij voorkeur plaats onder een verhoogde druk van ten minste 0,5 kbar, met name bij voorkeur 0,8 kbar. Indien een verhoogde druk lager dan 0,5 kbar wordt toegepast, dan kan het verwerken niet via de hexagonale overgangsfase plaatsvinden waardoor niet de gewenste materiaaleigenschappen kunnen worden 25 verkregen.

Het verwarmen vanaf omgevingstemperatuur onder verhoogde druk vindt bij voorkeur plaats tot ten minste 155 °C, welke waarde de ondergrens aangeeft van de hexagonale overgangsfase. Indien een temperatuur lager dan 155 °C wordt toegepast, dan is het niet mogelijk UHMWPE met zeer 30 hoog molecuulgewicht te verwerken via de hexagonale overgangsfase.

Op het moment dat de hexagonale overgangsfase tijdens het verwarmen onder verhoogde druk wordt bereikt, verdient het de voorkeur dat de opwarmsnelheid zodanig wordt verlaagd dat een minimale verblijftijd in de hexagonale overgangsfase wordt verkregen om nagenoeg volledige 35 versmelting van de UHMWPE-deeltjes tot stand te brengen. Indien geen volledig versmelting van de UHMWPE-deeltjes in de hexagonale overgangsfase tot stand wordt gebracht, dan wordt UHMWPE met onvoldoende bestandheid tegen slijtage verkregen. Bovendien moet de opwarmsnelheid vanaf 1005294 6 omgevingstemperatuur tot het bereiken van de hexagonale overgangsfase hoger zijn dan de opwarmsnelheid na het bereiken van de hexagonale overgangsfase. Indien een langzame opwarmsnelheid wordt toegepast tot het bereiken van de hexagonale overgangsfase dan hebben de UHMWPE-kristall en de neiging 5 om ten aanzien van de lamel dikte toe te nemen waardoor de kans bestaat dat de lamel dikte groter dan 12 nm wordt waardoor het verwerken via de hexagonale overgangsfase niet meer kan plaatsvinden.

Het verwarmen onder verhoogde druk wordt na het berei ken van de hexagonale overgangsfase vervolgens voortgezet tot boven de 10 smelttemperatuur, welke temperatuur is gelegen boven de evenwichtslijn orthorhombische-vloeistoffase, weergegeven in de figuur van het bijgevoegde fasediagram. Nadat het uitgangsmateriaal is gesmolten wordt vervolgens het geheel afgekoeld. Het afkoelen kan plaatsvinden onder al of niet verhoogde druk, bij voorkeur onder atmosferische druk.

15 Uit experimenten is gebleken dat na het verwarmen boven de smelttemperatuur het af koel en naar omgevingstemperatuur kan plaatsvinden onder al of niet verhoogde druk. Indien het afkoelen naar omgevingstemperatuur onder atmosferische druk plaatsvindt, dan wordt na het bereiken van de gewenste smelttemperatuur het systeem van druk afgehaald waarna het 20 afkoelen zal plaatsvinden. Het moet echter duidelijk zijn dat het verwarmen van UHMWPE onder een overdruk van ten minste 0,5 kbar dient plaats te vinden. Bij voorkeur wordt het verwarmen onder isobare omstandigheden uitgevoerd, maar een geringe druktoename van ongeveer 200 bar is toegestaan, terwijl een drukafname van ongeveer 200 bar tijdens het 25 verwarmen onder isobare omstandigheden een product oplevert met ongewenste mechanische eigenschappen.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op de medische toepassing van het volgens de onderhavige werkwijze verkregen UHMWPE. Onder biomedische toepassing dient te worden verstaan een 30 toepassing in het menselijke lichaam, bijvoorbeeld pezen, in het bijzonder achillespees, knieschijven, kunstheup en applicaties waarbij een combinatie van biomedische compatibiliteit, sterkte en bestandheid tegen slijtage, bijvoorbeeld tussenwervelschijven, is vereist.

Andere toepassingen, waarbij de homogeniteit van de 35 volgens de onderhavige uitvinding verkregen morfologieën van belang is, zijn het vervaardigen van industriële onderdelen voorzien van een goede bestandheid tegen slijtage, zoals lagers, tandrad, pakking, transportband-onderdelen en andere industriële onderdelen die op dit moment uit metaal 1005294 7 zijn vervaardigd. Ook bekleding voor leidingen, met name binnenmantel-bekleding, en onderlagen voor skies zijn als geschikte industriële toepassing te noemen.

De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van 5 voorbeelden nader worden toegelicht waarbij dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval tot dergelijke bijzondere voorbeelden is beperkt.

Voorbeeld 1

Polyetheen met een molecuul gewicht van 500.000 (Hostalen 10 GUR 4130, in de handel gebracht door Hoechst) met een gemiddelde lameldikte van 8 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk van 145 °C werd onderworpen bij 25 °C aan een overdruk van 0,8 kbar. Vervolgens werd de temperatuur onder isobare omstandigheden verhoogd tot 150 °C met een opwarmsnelheid van 8 °C/minuut. Het verwarmen van 150 °C naar 200 °C werd 15 onder dezelfde druk uitgevoerd met een opwarmsnelheid van 1 °C/minuut. Bij 200 °C was het uitgangsmateriaal volledig gesmolten. Het monster werd bij een druk van 0,8 kbar van 200 °C afgekoeld naar kamertemperatuur met een afkoel snel heid van 10 °C/minuut. Bij kamertemperatuur werd de druk verlaagd tot atmosferische omstandigheden en het monster werd uit de 20 drukcel verwijderd. Een opname met een elektronenmicroscoop toonde aan dat volledige versmelting van de polymeerkristallen had plaatsgevonden.

Voorbeeld 2

Polyetheen met een molecuul gewicht van 500.000 (Hostalen GUR 4130, in de handel gebracht door Hoechst)en een lameldikte van 9 nm 25 en een smelttemperatuur bij atmosferische druk van 145 °C werd onderworpen aan dezelfde handelingen als in voorbeeld 1, behalve dat andere temperatuur- en drukomstandigheden werden toegepast. De druk werd ingesteld op 1,2 kbar en onder isobare omstandigheden verhoogd naar 160 °C met een opwarmsnelheid van 8 °C/minuut, gevolgd door het verder verwarmen naar 30 220 °C met een opwarmsnelheid van 1 °C/minuut. Bij 220 °C bleek het uitgangsmateriaal volledig te zijn gesmolten. Het monster werd vervolgens afgekoeld <*nder handhaving van druk naar kamertemperatuur met een afkoel snelheid van 10 °C/minuut. Bij kamertemperatuur werd de druk afgelaten tot atmosferische omstandigheden, en het monster werd uit de 35 drukcel verwijderd. Een opname met een elektronenmicroscoop toonde aan dat het aldus bereide materiaal een volledige versmelting van de deeltjes vertoonde.

1005294 8

Voorbeeld 3

Polyetheen met een molecuul gewicht van 500.000 (Hostalen GUR 4130, in de handel gebracht door Hoechst) met een lameldikte van 12 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk van 145 °C werd 5 onderworpen aan dezelfde handelingen als in voorbeeld 1, behalve dat de temperatuur- en drukomstandigheden werden veranderd. Bij kamertemperatuur werd de druk verhoogd naar 2,0 kbar waarna het monster onder isobare omstandigheden met een opwarmsnelheid van 8 °C/minuut werd verwarmd tot 170 °C, gevolgd door het verder verwarmen tot 225 °C met een opwarmsnelheid 10 van 1 °C/minuut. Bij 225 °C bleek het uitgangsmateriaal volledig te zijn gesmolten. Na het bereiken van de gewenste temperatuur werd het geheel onder druk afgekoeld naar kamertemperatuur en de druk werd van het systeem verwijderd bij deze temperatuur. Een opname van een elektronenmicroscoop toonde aan dat het aldus bereide polyetheen een semikristallijne morfologie 15 bezat waarbij volledige versmelting van de deeltjes onderling heeft plaatsgevonden.

Voorbeeld 4

Dezelfde handelingen volgens voorbeeld 1 werden herhaald, behalve dat het afkoelen naar kamertemperatuur onder atmosfe-20 rische omstandigheden plaatsvond. Een opname met een elektronenmicroscoop toonde aan dat de polyetheendeel tjes geen afzonderlijke gebieden vertoonden.

Voorbeeld 5

Dezelfde handelingen als in voorbeeld 1 werden herhaald, 25 behalve dat de druk tijdens het verwarmen en afkoel en 1,4 kbar bedroeg. Het aldus bereide polyetheen kwam overeen met het polyetheen bereid in voorbeeld 1.

Vergelijkend voorbeeld 1

Dezelfde temperatuur- en drukomstandigheden als in 30 voorbeeld 1 werden toegepast, behalve dat polyetheen met een molecuulge-wicht van 500.000, een lameldikte van 11 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk van 140 °C werd toegepast. De opname met een elektronenmicroscoop gaf aan dat geen volledige versmelting van de oorspronkelijke polyetheendeeltjes had plaatsgevonden. Dit vergelijkende 35 voorbeeld toont aan dat een polyetheen met een smelttemperatuur bij atmosferische druk lager dan 141 °C leidt tot een eindproduct met ongewenste mechanische eigenschappen.

100^294 9

Verge!i.ikend voorbeeld 2

Dezelfde temperatuur- en drukomstandigheden als in voorbeeld 1 werden toegepast, behalve dat polyetheen met een molecuul-gewicht van 500.000, een lameldikte van 13 nm en een smelttemperatuur bij 5 atmosferische druk van 142 °C werd toegepast. Een opname met een elektronenmicroscoop vertoonde hetzelfde resultaat als verkregen in vergelijkend voorbeeld 1. De resultaten van vergelijkend voorbeeld 2 tonen aan dat een polyetheen met een lameldikte van 13 nm een eindproduct met ongewenste mechanische eigenschappen oplevert.

10 Vergelijkend voorbeeld 3

Polyetheen met een molecuulgewicht van 500.000 (Hostalen GUR 4130, in de handel gebracht door Hoechst) met een gemiddelde lameldikte van 8 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk van 145 °C werd onderworpen bij 25 °C aan een overdruk van 0,8 kbar. Vervolgens werd de 15 temperatuur onder isobare omstandigheden verhoogd tot 200 °C met een opwarmsnelheid van 1 °C/minuut. Na het bereiken van deze temperatuur werd onder druk afgekoeld naar kamertemperatuur met een afkoel snelheid van 10 °C/minuut. Bij kamertemperatuur werd de druk verlaagd tot atmosferische omstandigheden en het monster werd uit de drukcel verwijderd. Een opname 20 met een elektronenmicroscoop toonde aan dat geen volledige versmelting van de polymeerkristall en had plaatsgevonden. De langzame opwarmsnelheid gedurende het gehele proces zorgt ervoor dat de lameldikte van UHMWPE-kristallen zal toenemen tot een waarde > 12 nm waardoor het verwerken via de hexagonale overgangsfase niet heeft plaatsgevonden.

25 Vergelijkend voorbeeld 4

Hetzelfde uitgangsmateriaal als toegepast in vergelijkend voorbeeld 3 werd vanaf omgevingstemperatuur onderworpen aan een overdruk van 0,8 kbar. Vervolgens werd de temperatuur onder isobare omstandigheden verhoogd tot 200 °C met een opwarmsnelheid van 8 °C/minuut. 30 Na het bereiken van deze eindtemperatuur werd het monster verder behandeld zoals beschreven in vergelijkend voorbeeld 3. Een opname met een elektronenmicroscoop toonde aan dat geen volledige versmelting van de polymeerkristallen had plaatsgevonden. De onvolledige versmelting wordt door de onderhavige uitvinders toegeschreven aan een te geringe 35 verblijftijd in de hexagonale overgangsfase.

1005294

Claims

1. Werkwijze voor het verwerken van polyetheen met een zeer hoog molecuul gewicht (UHMWPE) van ten minste 400.000 door verwarmen onder verhoogde druk en daarna afkoelen, met het kenmerk, dat UHMWPE met 5 een lamel dikte < 12 nm en een smelttemperatuur bij atmosferische druk groter dan 141 °C wordt toegepast, waarbij het verwarmen onder verhoogde druk plaatsvindt via een hexagonale overgangsfase, welke fase wordt weergegeven door een gebied, zoals gearceerd aangegeven in de figuur, gelegen onder de evenwichtslijn van de fase-overgang orthorhombische fase-10 vloeistoffase, welk gebied is omsloten door de punten (P,, T,’), (P2, Ti’), (P2, T2) en (Pp T,), waarbij Tj en T2 de evenwichtstemperaturen behorende bij de respectieve drukken P,, P2 weergeven, vervolgens verwarmen tot smelten en afkoel en naar omgevingstemperatuur.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het verwarmen vanaf omgevingstemperatuur plaatsvindt onder een verhoogde druk van ten minste 0,5 kbar.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat het verwarmen vanaf omgevingstemperatuur plaatsvindt onder een verhoogde druk van ten minste 0,8 kbar.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het verwarmen vanaf omgevingstemperatuur onder verhoogde druk plaatsvindt tot ten minste 155 °C.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de opwarmsnelheid in de hexagonale overgangsfase wordt verlaagd ter 25 verkrijging van een minimale verblijftijd in de hexagonale overgangsfase om nagenoeg volledige versmelting van de UHMWPE-deeltjes tot stand te brengen.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het verwarmen onder verhoogde druk wordt voortgezet tot boven de 30 smelttemperatuur en daarna wordt afgekoeld.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het afkoel en plaatsheeft onder atmosferische druk.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat UHMWPE met een smelttemperatuur bij atmosferische druk in het gebied 35 141 °C - 148 °C wordt toegepast.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat UHMWPE met een lamel dikte in het gebied 5 - 12 nm wordt toegepast. 1005294

10. UHMWPE verkregen volgens conclusie 1-9, met het kenmerk, dat de opwarmsnelheid tot het bereiken van de hexagonale overgangsfase maximaal ZO °C/minuut bedraagt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat 5 de opwarmsnelheid 5-10 °C/minuut bedraagt.

12. Werkwijze volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de opwarmsnelheid na het bereiken van de hexagonale overgangsfase 0,5-5 °C/minuut bedraagt.

13. UHMWPE verkregen volgens een van de voorafgaande 10 conclusies.

14. Biomedische toepassing van UHMWPE, met het kenmerk, dat UHMWPE volgens conclusie 13 is toegepast. 1005294