一文读懂聚醚醚酮（PEEK）产业

一、PEEK的简介

聚醚醚酮（PEEK）是20世纪70年代末研究开发成功的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料，是公认的全世界性能最高的热塑性材料之一，因其具备优异的综合性能，在国防军工、航空航天、电子信息、能源、汽车、家电、医疗卫生等高新技术领域中得到了广泛的应用。

PEEK的分子结构

二、 PEEK的特性

(1) 耐高温性。PEEK具有较高的玻璃化转变温度（Tg=143℃）和熔点（Tm=334℃），其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃。

(2) 自润滑性。PEEK具有良好的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合，特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。

(3) 耐腐蚀性。除浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂，具有很高的化学稳定性。

(4) 阻燃性。PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。

(5) 易加工性。由于PEEK具有较好的高温流动性，且热分解温度高的特点，可采用多种加工方式，比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。

(6) 机械特性。PEEK具有良好的韧性和刚性，它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。

(7) 电性能。PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率，在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强，保持良好的绝缘性能。

(8) 耐水解性。树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。

(9) 耐候性。优良的耐候性能，聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。

PEEK与几种典型的耐高温塑料性能比较

三、PEEK的制备

PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚和碳酸钠为原料，以二苯砜为溶剂，在氮气的保护下，在逐渐升温至接近聚合物熔点的温度（320℃）时得到高分子PEEK树脂。其反应式如下：

PEEK合成的反应式

这是由ICI公司开发的一种亲核工艺。这种工艺不使用金属基的催化剂，也不使用稳定剂和添加剂，可以生产出高纯度的PEEK粉末。

PEEK的成本主要取决于高纯度的单体4,4-二氟二苯酮。其合成方法很多，主要有苯系化合物缩合法、卤素交换法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法6种生产方法，其中前4种方法在不同程度上存在反应收率低、异构体等杂质含量高、精制工艺复杂和生产成本高等缺点。

目前的生产方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。付氏烷基化法原料易得，合成路线短，收率较高，生产成本低。其合成反应式如下：

付氏烷基化法合成PEEK反应式

四、PEEK的生产工艺

PEEK的合成路线有亲核取代和亲电取代两种工艺路线。由于亲电取代路线存在产物易支化、催化剂和溶剂用量大且环境不友好等缺点，目前国际上一般采用亲核取代路线。真正拥有PEEK生产工艺的厂家仅有中国、英国两个国家。大部分国外国家制备PEEK树脂原料采用的是英国威格斯的工艺方法，国内则主要采用吉林大学的工艺方法。

五、PEEK的改性

当今社会对材料性能的要求很高，由于单一的PEEK树脂难以满足不同的使用要求，近年来对PEEK的改性成为国内外研究的热点之一，其主要手段有纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、PEEK表面改性、与聚合物共混等，这样不仅可降低制品成本，还能改善PEEK的成型加工性能和使用性能。

PEEK的改性

六、PEEK的应用

由于PEEK具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。

PEEK的应用分布

应用领域有点介绍

七、国外PEEK发展概况

PEEK材料使用发展历史

各地区PEEK的需求分布

PEEK的市场拓展速度一直保持15%以上。其中欧洲占48%，美国占41%，亚太地区约占6%，其他地区约占5%。由于其售价与其它品种相比过高，导致销量在特种工程塑料中是最少的。自PEEK树脂业务由英国Victrex公司接手以来，长期处于被垄断地位，由于价格昂贵，至今大多仍由其独家生产经营，Victrex公司是迄今最大的PEEK生产商，其市场销量连续以每年20%的速度增长。Victrex 公司PEEK的市场发展趋势如图所示。

PEEK销量柱状图

八、全球PEEK生产概况

当前全球专业从事PEEK生产的厂商众多，其市场竞争程度也将日趋白热化。目前，英国威格斯（Victrex）、比利时索尔维(Solvay)、德国赢创是全球三大PEEK生产商。PEEK生产现状如下图所示。

PEEK生产现状

九、国内PEEK发展概况

我国于 20世纪80年代进行PEEK技术研发，并在90年代初投入小批量商品化生产，“九五”期间长春吉大高新材料公司完成工业中试生产。经过近20年的工作，吉林大学特种工程塑料研究中心开发出具有自主知识产权的PEEK树脂合成路线，树脂主要性能达到国外同类产品水平，而原料和设备全部立足于国内，降低了生产成本。与国外公司相比，我国 PEEK树脂在应用开发上还存在以下一些问题。

一是在不同用途的专用料开发与国外存在较大差距。仅日本市场，VICTREPLC公司提供的标准牌号PEEK树脂就有10多种，另外还有自润滑、机电等一些特殊牌号的树脂可供选择，而国产PEEK树脂却只有简单的几种牌号。

二是国外PEEK树脂除了上述不同牌号的粉料、粒料外，还有专门厂家生产各种牌号、规格的管材、棒材、片材等不同型材供应市场，而国内由于设备所限还不能生产这些型材，使国产PEEK树脂的应用开发受到很大限制。

目前国内现有的厂家生产规模太小，产品品质不够稳定，但随着产品开发逐渐成熟，价格逐步降低，相信PEEK的应用将会越来越广泛。中国目前处在飞速发展的时代，预计今后的PEEK消费量会逐渐向中国转移，因此PEEK在中国将会有一个很大的市场发展前景。

十、国内PEEK主要生产企业

（1）中研高性能工程塑料有限公司

吉林中研高性能工程塑料有限公司成立于2006年，公司现有生产能力为年产PEEK树脂1000吨，是目前全球范围内第二家采用5000升反应釜进行生产的PEEK专利企业，是集PEEK研发、生产、销售为一体的现代化高端的科技企业。

（2）吉大特塑工程研究有限公司

长春吉大特塑工程研究有限公司成立于2002年，是一家从事特种工程塑料及高性能改性专用料研发、生产和销售及相关的二次制品生产和销售的高科技股份制企业。公司具备年产100吨PEEK、100吨聚芳砜等专用料生产及其改性塑料的生产能力，拥有高耐热等级特种工程塑料、特种工程塑料基增强材料、特种工程塑料专用树脂等4大系列60多个牌号的产品。

（3）盘锦中润特塑有限公司

辽宁盘锦中润特塑有限公司成立于2009年，拥有4项特种工程塑料合成专利权，涉及到不同方法生产聚砜、聚醚砜、聚醚醚砜、联苯聚醚醚砜及共聚醚醚酮的合成技术。公司一期工程建设1000吨/年CoPEEK的生产装置，现已投入生产。

（4）金发科技股份有限公司

金发科技股份有限公司是国内改性塑料龙头企业，具有强大的资金实力和营销能力，组建了强大的特种工程塑料研发团队，采用了独特的技术生产PEEK树脂，牌号为VisPEEK，目前已建成百吨级中试线，年产能在300吨左右，正在建设千吨级生产线。金发科技将利用在改性塑料领域积累多年的技术，在特种工程塑料领域占有一席之地。

十一、国内PEEK行业遇到的问题

(1) 产业化问题。

近年来随着经济、技术的快速发展，PEEK等特种工程塑料的应用进入了高速发展时期，需求量不断增加，用途越来越广泛。特别是在高新技术产业中，发挥着极其重要且不可替代的作用。但目前这个行业的开发投资不够、工业化程度低。加上我们体制的问题，从而使花了高昂代价研究出来的产品很难进入市场。

(2) 应用开发问题。

国外公司的工程树脂品种繁多，除了具有不同型号的粉料、粒料外，还有专门工厂生产不同型号的管材、棒材、片材等产品供应市场，而国内由于设备和技术所限还不能生产这些半成品，使国产PEEK的应用开发受到了很大限制。

(3) 市场供需问题。

目前国内PEEK市场是供大于求，但市场需求小并不是因为PEEK的性能差或应用范围窄，而在于垄断和技术限制所导致的价格昂贵、应用开发程度不足和产业化进程缓慢等原因。

十二、PEEK未来市场需求及预测

PEEK 自1978年由ICI公司开发以来，一直就被各国作为重要的战略性国防军工材料。从Victrex公司接手后，在民用高科技领域应用以来则以每年15％左右的增速连续增长。 据知名市场调研机构Research and Markets预测，2018年全球PEEK将迎来需求高峰。届时其市值将破八亿大关，升至8.31亿美元。目前而言，欧洲仍是全球最大的PEEK交易市场。与发展中国家相比，西方发达国家对PEEK的需求依旧占据主导地位。PEEK树脂将会在汽车领域、飞机制造、电子电器、工业制造以及医疗等领域扩大应用范围。但目前国内PEEK市场还未充分打开，PEEK制造的终端消费品需要消费者逐步接受认可，预计未来五年，随着国内PEEK市场的逐步打开，PEEK的需求量有望飞速发展，预计年增长率能达到15%以上。因此随着人们对PEEK这一工程塑料认知以及发展中国家扩大对这一塑料的需求力度。预计未来几年，中国、印度、东南亚等新兴市场有望成为推动全球PEEK需求增长的主要驱动力。