PEEK具有极高的耐热性，其玻璃化转变温度约为143℃，长期使用温度可达260℃，短时间暴露于更高温度下仍能保持良好的力学性能。此外，它还表现出优异的抗蠕变能力，在高温高压条件下依旧能够维持稳定的尺寸精度，这对于需要长时间工作的零部件来说至关重要。
在机械性能方面，PEEK展现出高强度与刚性的完美结合，同时兼具一定的韧性，使其成为替代金属的理想选择。它的耐磨耗性和低摩擦系数也使得PEEK成为制造滑动部件如轴承、齿轮等的理想材料。
由于其出色的化学惰性，PEEK对大多数酸碱盐溶液及有机溶剂都有很强的抵抗作用，这为涉及腐蚀性环境的应用提供了保障。另外，PEEK还是少数几种可以进行伽玛射线灭菌而不影响性能的高分子材料之一，因此在医疗器械中得到了广泛应用。
随着技术进步，改性PEEK不断涌现，例如加入碳纤维增强后的复合型PEEK不仅进一步提升了强度与刚性，还赋予了导电特性；而填充PTFE后则改善了润滑性能。这些新型PEEK材料正逐步拓展至更多高端应用领域，比如新能源汽车电池外壳、半导体设备零部件等前沿科技方向。
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