高性能特種工程塑料——聚醚醚酮（PEEK）

PEEK 是一種半結(jié)晶性、熱塑性芳香族聚合物，具有一系列令人矚目的特性。

聚醚醚酮（Polyetheretherketone，簡(jiǎn)稱PEEK）是由4,4’-二氟二苯甲酮和對(duì)苯二酚以二苯砜為溶劑，在堿金屬碳酸鹽（碳酸鈉或碳酸鉀）催化下，經(jīng)過(guò)縮聚反應(yīng)后制成的一種新型的熱塑性材料；

其作為聚芳醚酮（PAEK）家族的代表，位于高分子聚合物性能金字塔的頂端，有著“樹(shù)脂之王”的美譽(yù)，具備出色的力學(xué)性能、穩(wěn)定的理化性能和輕量化特性的同時(shí)，還兼?zhèn)?*的生物安全性，是理想的取代金屬材料的新型高性能聚合物。

首先，它擁有極高的耐高溫性能，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達(dá) 143℃，熔點(diǎn)在 334℃左右，可在 250℃長(zhǎng)期使用，短期使用溫度甚至可達(dá) 300℃以上。

PEEK 表現(xiàn)出高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)。其拉伸強(qiáng)度可達(dá) 100MPa 以上，彎曲強(qiáng)度和模量也相當(dāng)出色。同時(shí)，它還具備良好的韌性和抗沖擊性能，這種剛?cè)岵?jì)的特性使得 PEEK 材料在承受復(fù)雜應(yīng)力時(shí)不易發(fā)生斷裂，能夠滿足多種苛刻工況下的使用要求。

PEEK 對(duì)大多數(shù)化學(xué)試劑具有優(yōu)異的耐受性，包括有機(jī)溶劑、酸堿等。無(wú)論是在強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)環(huán)境還是在復(fù)雜的工業(yè)介質(zhì)中，PEEK 材料都能保持自身的性能不受影響。

它的低摩擦系數(shù)和耐磨性使得它在制造軸承、齒輪等運(yùn)動(dòng)部件時(shí)能夠有效減少磨損，延長(zhǎng)使用壽命；阻燃性使其在電子電器等對(duì)防火要求較高的領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)；而電絕緣性能則滿足了電子元件對(duì)絕緣材料的嚴(yán)格要求。

PEEK最初由英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司（ICI）在1978年合成，ICI公司后來(lái)將這部分技術(shù)賣(mài)給了現(xiàn)在的英國(guó)威格斯Victrex公司。由于其**的性能，PEEK迅速在航空航天、汽車(chē)、電子和醫(yī)療等領(lǐng)域得到應(yīng)用。然而，由于PEEK材料在軍事領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及威格斯公司對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的壟斷，PEEK材料和產(chǎn)品曾經(jīng)長(zhǎng)期禁止對(duì)中國(guó)出口。

進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)PEEK材料的研發(fā)和生產(chǎn)取得了顯著進(jìn)展。

吉林大學(xué)重點(diǎn)在PEEK材料改性，如通過(guò)添加導(dǎo)電填料制備具有電磁屏蔽功能的PEEk復(fù)合材料，以及通過(guò)化學(xué)改性提供PEEK的耐磨性，生物相容性等；

天津大學(xué)則在PEEK膜材料研發(fā)上成果顯著，包括PEEK質(zhì)子交換膜、PEEK雜化膜、無(wú)鈀化學(xué)鍍、表面處理上成果顯著；

哈工大則發(fā)揮強(qiáng)項(xiàng)，重點(diǎn)突破了PEEK力學(xué)性能，以及PEEK接頭的焊接技術(shù)；

四川大學(xué)則在PEEK材料鈍化進(jìn)行了深入研究，以提高材料的純度和性能，并開(kāi)發(fā)了多種PEEK生物基醫(yī)用材料。

隨著國(guó)產(chǎn)PEEK材料技術(shù)的不斷成熟，中國(guó)材料產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向高端化、智能化轉(zhuǎn)型。PEEK材料的國(guó)產(chǎn)化不僅降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品性能，還促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，如PEEK改性材料、復(fù)合材料等。

吉林大學(xué)特種工程塑料課題組在PEEK材料合成技術(shù)方面取得了突破，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEEK樹(shù)脂合成路線，打破了國(guó)外企業(yè)的市場(chǎng)壟斷。2003年，吉林大學(xué)建成了世界上第二條PEEK生產(chǎn)線。2005年，吉林大學(xué)與德國(guó)德固賽集團(tuán)（后更名為贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)）合作，通過(guò)合資公司吉大贏創(chuàng)高性能聚合物（長(zhǎng)春）有限公司進(jìn)行PEEK的研發(fā)和生產(chǎn)，這標(biāo)志著中國(guó)在PEEK材料領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。此后，國(guó)產(chǎn)PEEK材料開(kāi)始在汽車(chē)、電子、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，提升了中國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

在全球范圍內(nèi)，PEEK 材料的生產(chǎn)主要集中在少數(shù)幾家企業(yè)手中。

像英國(guó)的威格斯（Victrex）公司是全球領(lǐng)先的 PEEK 制造商之一，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)重要地位。此外，德國(guó)的贏創(chuàng)（Evonik）等公司也在 PEEK 材料生產(chǎn)領(lǐng)域有一定的影響力。

在國(guó)內(nèi)，PEEK（聚醚醚酮）作為一種高性能的特種工程塑料，其國(guó)產(chǎn)化歷程是中國(guó)材料科學(xué)自主創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。

中研股份作為國(guó)內(nèi)最早從事 PEEK 生產(chǎn)的企業(yè)之一，已經(jīng)取得了顯著的成績(jī)。其年產(chǎn)量在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，并且在植入級(jí) PEEK、線材和晶圓盒等高端產(chǎn)品方面不斷研發(fā)創(chuàng)新，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了少量銷(xiāo)售收入。同時(shí)，沃特股份等企業(yè)也積極布局 PEEK 材料產(chǎn)業(yè)，其規(guī)劃的聚芳醚酮年聚合產(chǎn)能達(dá)到 1000 噸，一期產(chǎn)線已基本完成建設(shè)和設(shè)備安裝工作。

與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)在 PEEK 材料生產(chǎn)方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。

例如在生產(chǎn)工藝的精細(xì)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性等方面還有一定的提升空間。但隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入和技術(shù)改進(jìn)，我國(guó) PEEK 材料的生產(chǎn)水平有望逐步提高。

（一）航空航天領(lǐng)域

在航空航天領(lǐng)域，減輕重量和提高性能是永恒的追求。PEEK 材料因其高強(qiáng)度、耐高溫和低密度的特性，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件、機(jī)翼結(jié)構(gòu)件、衛(wèi)星零部件等。

在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件中，PEEK 材料能夠承受高溫燃?xì)獾臎_刷和復(fù)雜的機(jī)械應(yīng)力，替代傳統(tǒng)的金屬材料，有效減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提高燃油效率。

（二）醫(yī)療領(lǐng)域

PEEK 材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。它具有良好的生物相容性，不會(huì)引起人體的免疫反應(yīng)，因此可用于制造人工關(guān)節(jié)、脊柱植入物、牙科修復(fù)材料等。

與傳統(tǒng)的金屬植入材料相比，PEEK 材料具有更低的彈性模量，更接近人體骨骼的力學(xué)性能，能夠減少應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，促進(jìn)骨組織的生長(zhǎng)和愈合，并具備以下特點(diǎn)。