PEEK材料憑什么火遍制造業(yè)？一次性說清楚！

在高端制造領(lǐng)域，有一種材料憑借全面強(qiáng)悍的性能，被稱為“塑料黃金”，它就是PEEK（聚醚醚酮）。想要真正了解這種“全能材料”的價值，我們不妨先從它的“家族背景”說起，分清工程塑料與特種工程塑料的區(qū)別，才能更好地認(rèn)識PEEK的獨(dú)特地位。

與普通塑料相比，工程塑料在機(jī)械性能、電性能、耐化學(xué)性、耐熱性、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性上均有顯著優(yōu)勢，我們耳熟能詳?shù)哪猃垼≒A），就是工程塑料中的典型代表。

而特種工程塑料相較于通用工程塑料，它的性能更優(yōu)異，耐高溫、耐腐蝕能力更強(qiáng)，能輕松應(yīng)對各種嚴(yán)苛復(fù)雜的工況。上世紀(jì)60年代，第一種特種工程塑料聚酰亞胺（PI）問世，開啟了特種工程塑料的產(chǎn)業(yè)化之路。如今，已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的特種工程塑料包括聚酰胺酰亞胺（PAI）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚砜（PSF）、液晶聚合物（LCP）等，而PEEK則是其中性能最全面、應(yīng)用最廣泛的明星材料。

PEEK的發(fā)展歷程充滿了傳奇色彩。1978年，帝國化學(xué)（ICI）率先研發(fā)出這種材料，此后很長一段時間里，PEEK作為重要的戰(zhàn)略國防軍工材料，被嚴(yán)格封鎖和禁運(yùn)，成為少數(shù)國家掌握的“核心機(jī)密”。1993年，英國威格斯公司收購了ICI的PEEK業(yè)務(wù)并獨(dú)立運(yùn)營，逐步將其推廣至民用領(lǐng)域。

為滿足我國國防和民用科技發(fā)展的迫切需求，PEEK的研發(fā)被連續(xù)列入國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計劃和“863”計劃，我國正式開啟了PEEK的自主研發(fā)之路。在政策的大力扶持下，吉林大學(xué)率先突破技術(shù)壁壘，自主研發(fā)出實(shí)驗室PEEK合成技術(shù)，成功打破了威格斯公司的壟斷，為我國PEEK產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

近幾年，PEEK在人形機(jī)器人領(lǐng)域突然“爆火”，一方面得益于特斯拉人形機(jī)器人的成功應(yīng)用，其使用PEEK材料后，減重效果超過40%；另一方面，更離不開PEEK自身全面且強(qiáng)悍的性能，它的各項特性幾乎完美適配高端制造的核心需求。

來源：特斯拉

機(jī)械特性上，PEEK兼具優(yōu)異的剛性和良好的韌性，在交變應(yīng)力下的抗疲勞性尤為突出，可與合金材料相媲美，這讓它能夠承受長期的機(jī)械損耗，適合制造各類結(jié)構(gòu)件。

耐熱性是PEEK的核心優(yōu)勢之一。它的玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg）為143℃，熔點(diǎn)（Tm）高達(dá)340℃，纖維補(bǔ)強(qiáng)級PEEK的熱變形溫度可達(dá)到315℃，長期連續(xù)使用溫度（UL 946B）也能達(dá)到260℃。更難得的是，PEEK在高溫環(huán)境下仍能維持高水準(zhǔn)的強(qiáng)度與模數(shù)，擁有優(yōu)良的高溫機(jī)械性能，可適配各類高溫工況。

安全性方面，PEEK具備自身阻燃性，無需添加任何阻燃劑，就能達(dá)到最高阻燃等級（UL94V-0），在電子、汽車等對防火要求較高的領(lǐng)域極具優(yōu)勢。

耐腐蝕性和耐水解性也是PEEK的“拿手好戲”。它的耐化學(xué)藥品性極強(qiáng)，在常見的化學(xué)藥品中，只有濃硫酸能溶解或破壞它，耐腐蝕性可與鎳鋼相媲美；同時，PEEK的吸水率極低，23℃時的飽和吸水率僅為0.4%，耐熱水性優(yōu)異，可在200℃的高壓熱水和蒸汽中長期使用，不易老化變形。

此外，PEEK還具備優(yōu)異的生物相容性，無毒、安全、不過敏，可作為醫(yī)療器械植入人體，這也讓它在醫(yī)療健康領(lǐng)域擁有了廣闊的應(yīng)用空間。

憑借這些強(qiáng)悍的性能，PEEK的應(yīng)用場景極為廣泛，已深度滲透到汽車、電子信息、醫(yī)療健康、人形機(jī)器人等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，成為推動產(chǎn)業(yè)升級的核心材料。

在汽車領(lǐng)域，PEEK的輕量化優(yōu)勢和穩(wěn)定性能得到充分發(fā)揮。發(fā)動機(jī)內(nèi)罩、軸承、制動和空調(diào)系統(tǒng)的ABS閥、墊片、離合器齒環(huán)等部件，都可采用PEEK制造；渦輪壓縮機(jī)、泵、閥門、電線電纜、電動座椅齒輪及各類標(biāo)準(zhǔn)件，也能通過PEEK實(shí)現(xiàn)替代。

來源:南京首塑

電子信息領(lǐng)域，PEEK的耐高溫、耐腐蝕性和絕緣性使其成為理想材料。它可用于制造鋁電容器外殼，助力電子元器件實(shí)現(xiàn)無鉛化焊接；還能制造薄膜天線、背壓調(diào)節(jié)器膜襯、薄膜開關(guān)面板、感應(yīng)器、手機(jī)麥克風(fēng)隔片等電子元件。其中，PEEK薄膜因優(yōu)異的音效和耐久性，廣泛應(yīng)用于高性能音響和智能手機(jī)揚(yáng)聲器膜片；用PEEK制作的CMP保持環(huán)，耐磨性和耐化學(xué)性更強(qiáng)，使用壽命較其他材料延長一倍。

來源：南京首塑

醫(yī)療健康領(lǐng)域，PEEK的優(yōu)勢尤為突出。相較于金屬材料，它的剛性更接近人體骨骼，且作為非金屬材料，在CT和核磁檢查中無偽影，不影響醫(yī)學(xué)影像診斷。同時，PEEK易于加工，經(jīng)過個性化設(shè)計和加工后，可與患者顱骨達(dá)到極高的吻合度，既能保證治療效果，又能提升美觀度，消除患者的心理負(fù)擔(dān)。目前，PEEK產(chǎn)品已在人造脊柱植入物、人造關(guān)節(jié)、骨修復(fù)制品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)成功應(yīng)用。

來源：君華醫(yī)療

如今，人形機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，國內(nèi)外廠商加速推進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程，減重和成本問題成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸，而PEEK材料的應(yīng)用可提供有效的解決方案。特斯拉推出的Optimus Gen2人形機(jī)器人，比第一代減重10kg、行走速度提升30%，穩(wěn)定性、靈活度全面提升，核心原因就是其關(guān)節(jié)和齒輪中大量使用了PEEK材料，既減輕了機(jī)身重量，又提升了部件的耐磨性和使用壽命。

綜合來看，PEEK作為性能全面的特種工程塑料，憑借優(yōu)異的機(jī)械、耐熱、耐腐蝕、生物相容等核心特性，在多個關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對傳統(tǒng)材料的革新替代，更是人形機(jī)器人量產(chǎn)進(jìn)程中的核心材料支撐。隨著各行業(yè)對高性能、輕量化、環(huán)保化材料的需求持續(xù)升級，相信PEEK的應(yīng)用場景將不斷拓展，其在高端制造和科技創(chuàng)新中的核心價值將進(jìn)一步凸顯，未來發(fā)展?jié)摿κ謴V闊。

參考來源:

各企業(yè)官網(wǎng)

國海證券《人形機(jī)器人量產(chǎn)在即，新材料藍(lán)海廣闊——新材料產(chǎn)業(yè)框架之四》

華金證券《PEEK市場潛力巨大，國內(nèi)企業(yè)迎發(fā)展良機(jī)》