PEEK（聚醚醚酮）最值得關(guān)注的性能有哪些？為何如此重要？

像 PVC、PE、PP、PU、ABS 這些名稱，在生活中頻繁出現(xiàn)，它們構(gòu)成了我們身邊大量的日常塑料制品，從玩具到文具，從包裝到管材，塑料制品無處不在，不僅數(shù)量眾多，價格也較為低廉。

PA、PC、POM、PPS 等材料相較于普通塑料，在性能上實(shí)現(xiàn)了巨大飛躍，具備更好的強(qiáng)度、耐溫性、耐化學(xué)性等，綜合性能顯著提升，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了更多可能性，當(dāng)然，其價格也隨之大幅上漲，成為塑料領(lǐng)域中價格高昂的存在。

進(jìn)一步來看，PAI、PSU、PEI、PPSU、PES、PTFE 等材料，一般人對它們了解甚少，但它們在航空航天、高端電子等前沿領(lǐng)域卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

其中，PEEK 是全球塑料領(lǐng)域公認(rèn)的性能**者。其性能強(qiáng)大到在諸多應(yīng)用場景下，能夠?qū)崿F(xiàn) “以塑代鋼”。

PEEK最值得關(guān)注的性能特點(diǎn)有哪些？

在比強(qiáng)度方面，即拉伸強(qiáng)度與密度的比值，PEEK 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼和鋁合金。這意味著在滿足相同強(qiáng)度要求時，使用 PEEK 制成的部件可以更輕。同時，在介電常數(shù)和耐化學(xué)性上，PEEK 同樣展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，具備**的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。

以人形機(jī)器人為例，若其關(guān)節(jié)骨架和傳動部件采用 PEEK 材料，能夠顯著提高強(qiáng)度，同時大幅減輕重量。在機(jī)器人領(lǐng)域，減輕自身重量就等同于提升了搬運(yùn)貨物等有效負(fù)荷能力，使機(jī)器人能夠更高效地工作，如同為機(jī)器人配備了更強(qiáng)大的動力裝置。

在航空航天領(lǐng)域，飛行器在飛行過程中會面臨各種復(fù)雜的氣流沖擊和機(jī)械振動，PEEK 材料制成的部件憑借其高剛性和高韌性，能夠可靠地保障飛行器的結(jié)構(gòu)完整性和飛行安全。

對比其他塑料，PEEK 在剛性方面表現(xiàn)突出，遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品。雖然有些工程塑料的剛性也能接近它，但這些材料普遍存在韌性不足、容易斷裂的問題。

而 PEEK 的獨(dú)特之處在于，它在保持超高剛性的同時，還具備**的韌性，成功突破了剛性和韌性通常呈反比的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了二者的完美結(jié)合。

談到耐熱性，PEEK 長期使用溫度可達(dá) 250 度，在耐熱性能方面，僅次于一種特殊的耐熱塑料。相關(guān)資料表明，將 PEEK 在 250 度環(huán)境下保溫 3 小時，其彎曲強(qiáng)度基本保持不變，展現(xiàn)出超強(qiáng)的熱穩(wěn)定性。

另外，PEEK 還是鋰電池干電極技術(shù)中所使用的粘接劑，在耐磨性方面也十分出眾，僅稍遜于某一特定材料。

以摩擦系數(shù)來衡量，數(shù)值越小代表耐磨性越好，PEEK 在此方面表現(xiàn)優(yōu)秀。并且，在耐腐蝕性和電性能方面，PEEK 同樣有著出色的表現(xiàn)。

PEEK 在耐腐蝕性和電性能方面表現(xiàn)出色。在化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域，其能夠抵抗各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。在電氣領(lǐng)域，PEEK 良好的電性能使其可用于制造絕緣部件。

對于人形機(jī)器人來說，其內(nèi)部的電氣系統(tǒng)和在復(fù)雜環(huán)境中作業(yè)時，PEEK 材料也能為機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。這種綜合的耐腐蝕性和電性能，使得 PEEK 能夠在復(fù)雜的化學(xué)和電氣環(huán)境中保持其性能，為設(shè)備的多功能性和可靠性提供了全面支持。

PEEK的發(fā)展歷程

這種神奇的塑料是 1978 年由英國帝國化工研發(fā)出來的，但直到 20 世紀(jì) 90 年代才正式進(jìn)入市場，開啟商業(yè)化進(jìn)程，屬于發(fā)明和商業(yè)化時間都相對較晚的特種工程塑料。

這是為什么呢？

原因在于 PEEK 的生產(chǎn)工藝極為復(fù)雜，難度極大。直至現(xiàn)在，其生產(chǎn)市場都高度集中，全球僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商。不過，令人欣喜的是，中國已經(jīng)成功攻克了相關(guān)技術(shù)難題，打破了國際壟斷。

1978 年，英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（ICI）成功開發(fā)出 PEEK，開啟了這種高性能材料的嶄新時代，并率先將其應(yīng)用于國防和軍事工業(yè)領(lǐng)域。在隨后的一段時間里，PEEK 憑借其優(yōu)異的性能引發(fā)了廣泛關(guān)注，然而由于技術(shù)和生產(chǎn)方面的限制，其發(fā)展較為緩慢。

1993 年，英國威格斯（Victrex）公司從 ICI 收購了 PEEK 業(yè)務(wù)，由此開啟了 PEEK 的商業(yè)化進(jìn)程，并呈現(xiàn)出壟斷式發(fā)展態(tài)勢，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，到 2003 年產(chǎn)能增加至 2800 噸 / 年。

在此期間，杜邦、巴斯夫、日本三井東壓化學(xué)公司等也紛紛開發(fā)出類似產(chǎn)品，推動 PEEK 的應(yīng)用從最初的軍事領(lǐng)域逐漸拓展到工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等民用領(lǐng)域。長期以來，PEEK 被巴黎統(tǒng)籌委員會列為戰(zhàn)略物資，對中國實(shí)施封鎖和禁運(yùn)。

為滿足國防和民用高科技發(fā)展的需求，中國將其列入 “七五” 至 “十五” 國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項目以及 “863 計劃” 展開研究。2005 年迎來了 PEEK 發(fā)展的新局面，贏創(chuàng)（Evonik）收購了吉大高新，索爾維（Solvay）收購了印度 Garda 的 PEEK 業(yè)務(wù)，市場競爭格局逐漸朝著多元化方向發(fā)展。

2009 年，中國金發(fā)科技股份有限公司、盤錦中潤特塑有限公司等企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)域，這標(biāo)志著中國在 PEEK 生產(chǎn)技術(shù)上取得了重要突破，也推動了全球 PEEK 產(chǎn)業(yè)進(jìn)入全面發(fā)展階段。此后，PEEK 改性復(fù)合和加工技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大。

從性能優(yōu)勢來看，PEEK 的強(qiáng)度表現(xiàn)十分突出，其比強(qiáng)度，也就是拉伸強(qiáng)度與密度的比值，遠(yuǎn)高于鋼和鋁合金等常見金屬材料。以人形機(jī)器人為例，其關(guān)節(jié)骨架和傳動部件使用 PEEK 材料，不僅能夠承受高負(fù)荷，還能大幅減輕機(jī)器人自身重量，進(jìn)而提高有效負(fù)荷。

在航空航天領(lǐng)域，飛行器需要在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時盡量減輕重量以提升飛行性能，PEEK 的高比強(qiáng)度特性使其成為替代傳統(tǒng)金屬材料的理想選擇，有助于制造出更輕便、更高效的航空航天器部件。這種高比強(qiáng)度的特性，使得 PEEK 在滿足高強(qiáng)度需求的同時，能夠有效降低整體結(jié)構(gòu)的重量，為輕量化設(shè)計提供了極大的便利。

市場格局怎么樣？

全球 PEEK 市場呈 “一超多強(qiáng)” 格局。英國威格斯是領(lǐng)軍企業(yè)，產(chǎn)能約占全球 60%，憑先發(fā)優(yōu)勢與技術(shù)積累主導(dǎo)市場。比利時索爾維、德國贏創(chuàng)也是主要生產(chǎn)商，這些國際巨頭在生產(chǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)。

但中國在 PEEK 領(lǐng)域投入研發(fā)，打破國外技術(shù)封鎖與壟斷。吉林中研高性能工程塑料有限公司經(jīng)十余年自主研發(fā)，在合成、提純、復(fù)合增強(qiáng)等方面實(shí)現(xiàn)多項創(chuàng)新突破，掌握全流程全國產(chǎn)化生產(chǎn)能力。

中研股份是全球第 4 家年產(chǎn)能達(dá)千噸級的企業(yè)，也是第 2 家能用 5000L 反應(yīng)釜聚合生產(chǎn)的企業(yè)，現(xiàn)為中國市場銷量**的 PEEK 生產(chǎn)商。長春吉大特塑、盤錦中潤特塑等企業(yè)也積極布局，推動中國 PEEK 產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升我國自主創(chuàng)新能力，為全球產(chǎn)業(yè)多元化注入活力。

PEEK 因高性能與特殊生產(chǎn)工藝，成本較高。研發(fā)技術(shù)等有強(qiáng)封鎖性，企業(yè)投入巨大；全流程生產(chǎn)要求高、工序復(fù)雜，關(guān)鍵步驟需長周期高投入；工藝參數(shù)積累形成壁壘，后來者突破難。不過，技術(shù)進(jìn)步與生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大有望降低成本，關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新與規(guī)模效應(yīng)，優(yōu)化工藝、提高效率、擴(kuò)大份額可拓展應(yīng)用市場。

雖目前成本高，但技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展使其前景廣闊。在航空航天助力飛行器輕量化與高性能化；在人形機(jī)器人為關(guān)節(jié)和傳動部件提供可靠材料；在電子電氣憑耐腐蝕性和電性能保障高端設(shè)備發(fā)展。成本降低后，有望在汽車、醫(yī)療、能源等更多領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級。