以其优良的机械性能、良好的热稳定性、耐高温的化学稳定性等特点，聚醚醚酮（PEEK）已广泛地应用于汽车、航空、石油化工、机械、医疗、电子等众多领域的高温、高性能的零部件的开发制造中，对代替了传统的聚酚醚酰酯等具有较大的经济和技术的意义
1. 机械性能
其具有高的强度和良好的韧性,尤其在受弯、扭、拉等复杂的外力作用下,均能保持较好的性能和稳定性.。其抗拉的强度大致在90～100MPa之间，甚至有部分的文献也将其可达188MPa[],拉伸模量约3.6～3.8GPa，对应的杨氏模量也都在3.1～3.7GPa的范围内。但不论何种工艺，其断裂伸长率都较大，如熔融沉积的成形件可达50%，而注塑的通常在10%~11%左右。不仅在常规的拉伸、压缩的外力作用下，PEEK的力学性能也在压缩、弯曲等复杂的外力作用下都表现出了较高的强度，如其单轴的压缩强度可达119MPa，且其弯曲强度可达1700MPa（碳纤维增强的复合材料）等。其在高负荷的结构中都能展现出优异的性能，各项指标的较高的数值也就为此做了充分的体现.。
2. 热性能
其热稳定性尤为突出，能在高温下保持长时间的稳定性，且不易失活。但其玻璃化转变的温度却相对较低，为143℃左右，熔点则在343℃～380℃之间（部分的文献也将其熔点给出为334℃）等。但其热变形的温度却可高达280℃以上甚至340°F（约171℃）时仍能保持一定的形状稳定[].。其高的分解温度在高温的环境下可达578℃（如碳纤维/PEEK的复合材料）。其独特的耐高温的特性使其广泛的应用于了航空发动机的隔热、汽车发动机舱的保温等高温的场合中。
3. 化学与耐环境性能
其对多数有机的溶剂、酸碱以及油类等均具有极强的耐腐蚀性，仅吸水率为0.15%，24h吸水后仍能保持原有的机械性能。依托于对200℃的高温油浸的严酷的考验，其拉伸强度的保持率可达90%~111%，充分地体现了其出色的油抗性。而其对辐射、紫外线的老化也相对较慢，故可作为长期使用的医疗植入物。
4. 电气性能
PEEK 是良好的绝缘材料。相对介电常数约 3.25 ~ 3.4，介电强度在 110 ~ 150 MV/m 范围[]。体积电阻率高达 10¹⁵ ~ 10¹⁶ Ω·cm，在高频（1 MHz）下损耗因子仅 0.004，满足电子封装和航空电气部件的要求[]。
5. 磨损与耐磨性能
其具有较低的摩擦系数，冲击强度（尤其是对缺口的试样）均可达1.2ft·lb/in，甚至无缺口的试样可达16ft·lb/in，充分地展现了其良好的冲击韧性。但在长期的高负荷的磨损环境下，PEEK的耐磨性仍能保持较低的磨损率，对于需要高的耐磨性的轴承、阀门的密封等机械部件都具有较好的应用价值。
6. 加工与成形
通过如注塑、挤出、压缩成形等传统的成形工艺或近几年发展的增材制造（如FDM、SLS等）等多种工艺的加工都可将PEEK制成各种形状的成品。依托于对喷嘴的温度（约420℃）、基板的温度、打印的速度等一系列的工艺参数的合理的调优，对增材制造的最终的力学性能都产生了较大的影响，对其最佳的工艺的组合（如喷嘴温度约420℃，打印的速度约10mm/s，填充的角度0°）均可使拉伸的强度都可达到70MPa以上，从而满足了医疗的假体的力学的需求等。凭借将碳纤维的加入使其所制的复合材料的弹性模量都可提升至8.3GPa接近人体的皮质骨的刚度，从而更好地拓宽了其在骨科的植入物的应用。
7. 典型应用领域
- 航空航天：高温结构件、发动机部件、耐辐射电气绝缘体。
- 汽车：发动机舱部件、燃油系统、轻量化结构件。
- 医疗：骨科植入物、牙科修复材料、影像兼容的手术器械（无磁共振伪影）。
- 电子电气：高频电路基板、绝缘垫片、连接器。
8. 综合评价
其高的强度、高的模量、宽的温度工作范围、优异的化学与电气的绝缘性能使其在需要同时满足机械的负荷和高温的环境的高端的领域都表现的尤为突出。基于对其的复合增强如将其与碳纤维、玻璃纤维等的有效的结合或对其进行优化的加工工艺的处理等，可进一步将其性能的指标都得以大幅的提升，使其能在未来的轻量化、耐高温等的生物医用材料的市场中都能保持竞争的优势。
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