特种耐高温工程塑料：聚醚醚酮(PEEK)

石化yjbzj220102023/5/8

PEEK是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。

根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国聚醚醚酮（PEEK）行业深度分析与发展前景预测报告》显示：

1、主要特性：超耐热树脂

聚醚醚酮是一种线性芳香族高分子材料，其组成单元为氧-对亚苯基-氧-对亚苯基-羰-对亚苯基，为半结晶性、热塑性塑料，是聚芳醚酮（PAEK）中最重要的品种。PEEK具有耐热等级高、耐辐射、耐腐蚀、尺寸稳定性好、电性能优良等优异性能，同时还具有优异的加工性能，易于注射成型、挤出成型和切削加工，注射成型不需要热处理等的后加工，可得到复杂的成型制品。

图表：聚醚醚酮主要特性

资料来源：中研普华产业研究院整理

(1)耐高温性：PEEK具有较高的玻璃化转变温度（Tg=143℃）和熔点（Tm=343℃），其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃。

(2)自润滑性：PEEK具有良好的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合，特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。

(3)耐腐蚀性：除浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂，具有很高的化学稳定性。

(4)阻燃性：PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。

(5)易加工性：由于PEEK具有较好的高温流动性，且热分解温度高的特点，可采用多种加工方式，比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。

(6)机械特性：PEEK具有良好的韧性和刚性，它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。

(7)电性能：PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率，在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强，保持良好的绝缘性能。

(8)耐水解性：树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。

(9)耐候性：优良的耐候性能，聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。

2、聚醚醚酮的制备:注射成型工艺

PEEK是超耐热性树脂，有较高的热变形温度和分解温度，高温（350～400℃）流动性良好，热分解温度高（560℃）；因此，可以采用注射成型、挤出成型和粉末喷涂等多种方法加工成型，目前，注射成型工艺已趋于成熟。

注射成型关键在于注射成型工艺的要点和模具的设计。注射成型工艺要点如下表；在设计PEEK注射成型模具时要注意如下4点：1）主浇道＞4mm，最小锥度为2°，主流道设计应包括冷料井，熔体的流动距离要尽可能缩短；2）浇口的大小应为制品厚度的1～1.5倍，纯料最小浇口直径为1mm，增强料最小浇口直径为2mm；3）在成本允许的情况下，可以考虑热流道系统；4）模具钢需要采用耐高温的牌号，同时模腔和模芯在加工温度下的洛氏硬度为52～54HR。

3、PEEK进口依存度较高，国内需求保持高增速。

目前，在聚芳醚酮类产品中PEEK在全球的产业化程度最高，占聚芳醚酮产品实际产量的90%以上。供给方面，全球前三大PEEK生产商均为境外企业，分别为英国威格斯、比利时索尔雅与德国赢创。其中，威格斯PEEK年产能7000吨，约占全球总产能的60%，索尔雅与赢创年产能分别为1500吨、1250吨。国内PEEK技术开发起步较晚，产能主要集中在中研股份、浙江鹏孚隆与吉大特塑，占我国总产能的80%。