聚醚醚酮具有优异的耐热性。未增强聚醚醚酮的热变形温度为135~160℃；20%玻璃纤维增强为286℃；30%碳纤维增强为300℃。
用差热法测得的聚醚醚酮热失重曲线表明，400℃时重量损失为0%；500℃时为2.5%；600℃时重量损失增至59%。
不论是未增强聚醚醚酮，还是用玻璃纤维或碳纤维增强的聚醚醚酮，经过1000h热老化后，拉伸强度均不会明显下降。聚醚醚酮包覆电线的耐热老化性，通常，其220℃时的使用寿命在6000h以上。
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