2025上海医疗器械展 |一文看懂PEEK材料(发展历程、性能优势、产业链、生产工艺、代表厂商)
2025-08-19
2025上海医疗器械展用一文帮你看懂PEEK材料(发展历程、性能优势、产业链、生产工艺、代表厂商)。
图片来源:浮动的云
一、什么是PEEK材料
PEEK中文名为聚醚醚酮,是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,是芳香醚酮的典型化合物,属于特种工程塑料,在耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、阻燃性、电绝缘性等方面性能优异。PEEK材料综合性能、商业价值在塑料领域处于金字塔顶尖。
普通塑料、工程塑料、特种工程塑料示意图
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1978年,英国帝国化学工业公司(ICI)首先研发出PEEK材料,凭借优异的综合性能,长期作为战略性国防军工材料;1993年ICI被英国威格斯收购,随后PEEK材料逐步扩展至民用高科技领域;2008年,比利时索尔维投产第一套PEEK商业化生产装置;2010年,德国赢创与吉林大学设立的合资公司吉大赢创成功开发并生产出商业化PEEK树脂,打破威格斯垄断,国内PEEK材料进入商业化阶段;2014年,中研股份实现PEEK材料产业化生产,PEEK材料进入全面发展阶段。
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二、PEEK材料性能优势
PEEK材料具有机械特性好、阻燃性好、耐磨、耐腐蚀、耐水解性、耐热、耐剥离以及生物相容等一系列优异的物理特性。
PEEK材料综合性能优异
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此外,PEEK还具有易于注塑成型、挤出成型和切削加工等优异的加工特性。
1.PEEK与其他工程塑料对比
与主要工程塑料、特种工程塑料进行对比,PEEK材料在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料,同时也兼具韧性,而且在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面也具有优异性能,是全球性能最好的热塑性材料之一。
此外,PEEK还具有易于注塑成型、挤出成型和切削加工等优异的加工特性。
1.PEEK与其他工程塑料对比
与主要工程塑料、特种工程塑料进行对比,PEEK材料在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料,同时也兼具韧性,而且在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面也具有优异性能,是全球性能最好的热塑性材料之一。
PEEK材料与工程塑料、特种工程塑料对比
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2.PEEK与通用金属材料对比
从比强度、介电常数、耐化学性方面看,PEEK材料性能全面优于钢、铝合金。且PEEK材料比强度大,可以在满足强度要求的前提下,大幅度减轻材料自身重量,成为实现“轻量化”的解决方案,有望实现以塑代钢。
PEEK材料与通用金属材料对比
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3.PEEK与医用金属材料对比
PEEK密度、弹性均非常接近人体骨骼水平,且不易导热,增加植入后舒适性。同时PEEK作为非金属材料,可被X射线穿透和实现CT扫描,方便患者进行医疗检查,相较锆、钛合金,更适合作为医用植入式材料。
PEEK材料与医用金属材料对比
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PEEK材料产业链
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PEEK的上游原材料包括氟酮、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠等化工原理及碳纤维、玻璃纤维等化工纤维材料,其中氟酮是合成PEEK最关键的原材料,成本占比超过50%,其纯度、品质直接影响PEEK的产品质量。
中游主要是PEEK颗粒、PEEK粉末以及复合改性等材料的制造。通过聚合反应等工艺将上游原材料加工成PEEK树脂及各种复合材料,行业技术壁垒较高。
PEEK材料凭借强度大、重量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗健康等多个领域都得到广泛的应用。其核心作用在于实现金属替代,进而满足产品轻量化要求。
2024年国内PEEK材料下游消费结构
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PEEK的比强度是铝合金的8倍,密度仅为铝合金的1/2。在人形机器人领域,PEEK替代铝合金可使人形机器人骨架重量减轻40%,同时保持高刚性和抗弯强度。此外,PEEK具有良好的自润滑性、耐磨性和耐高温性,可以在人形机器人频繁运动中保持长期的稳定性,支持精准操作。
PEEK材料的生产工艺流程中涉及聚合过程、提纯过程、干燥过程。PEEK树脂的生产属于复杂的化学合成过程,其合成反应是在一个带有搅拌器的反应釜内进行。常见的工艺路径为亲核取代,即氟酮和对苯二酚在碱金属盐催化下,以二苯砜为溶剂,在280℃~340℃条件下进行缩聚反应,然后通过丙酮和水去除残留的溶剂和盐,经过干燥工艺获得高分子量的PEEK树脂。复合增强类树脂根据性能需要,将玻璃纤维、碳纤维、聚四氟乙烯、石墨等加入到挤出机中与粗粉共同进行挤出,得到改性产品。
PEEK材料工艺流程图
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PEEK自发明以来,迄今只有英国、德国、中国、比利时、印度等少数国家真正掌握相关技术。除英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创等国际头部厂商外,国内代表厂商如下。
吉林省中研高分子材料股份有限公司:2006年设立以来致力于PEEK的研究和开发,是国内最早从事PEEK生产的企业之一,是全球第4家PEEK年产能达到千吨级的企业,全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业,工业化生产技术处于国内领先水平,是PEEK年产量最大的中国企业,是中国市场销量最大的公司,PEEK首套国家标准第一起草单位。
深圳市沃特新材料股份有限公司:成立于2001年,主要从事高性能功能高分子材料合成、改性和成品的研发、生产制造、销售及技术服务,产品主要包括特种及新型工程高分子、高性能复合材料、碳纤维及碳纳米管复合材料、含氟高分子材料。PEEK材料生产模式主要为外部采购PEEK原材料,内部进行PEEK树脂聚合、改性、管板棒等型材加工工作。
会通新材料股份有限公司:主要从事改性材料、特种材料的研发、生产和销售,是国内规模最大、客户覆盖最广的改性材料企业之一。在特种材料领域,有以高温尼龙、PEEK、PPS、长碳链尼龙等为主的特种材料产品。在机器人领域推出一体化的材料解决方案,针对关节骨骼结构件、齿轮轴承等关键部件提出超高强度碳纤维增强聚酰胺材料、PEEK材料等“以塑料代金属”解决方案,带给产品轻量化、长续航等特性。
金发科技股份有限公司:是全球化工新材料行业产品种类最为齐全的企业之一,同时是全球规模最大、产品种类最为齐全的改性塑料生产企业。具备覆盖树脂合成至改性应用的完整产业链。在完全生物降解塑料、特种工程塑料和碳纤维及复合材料领域,产品技术及产品质量已达到国际先进水平,拥有自主研发PEEK聚合技术能力。
浙江鹏孚隆科技股份有限公司:成立于2006年,专业从事高性能聚合物及其衍生产品的研发、生产和销售,目前已掌握聚芳醚树脂的合成、纯化、改性等技术,并形成完善的自主知识产权体系。生产及销售的PEEK产品包括纯树脂粗粉、纯树脂细粉、纯树脂超细微粉、纯树脂颗粒及共混改性颗粒等多种类型。
长春吉大特塑工程研究有限公司:成立于2002年,具备年产500吨聚醚醚酮(PEEK)、500吨聚醚醚酮酮(PEEKK)、500吨聚醚酮(PEK)和100吨聚醚砜(PES)树脂及其改性料的生产能力,是全球特种工程塑料品种较为齐全的企业之一,产品广泛应用于航空航天、汽车、石油化工、电子电气及医疗等领域。
山东君昊高性能聚合物有限公司:专注于PEEK(聚醚醚酮)高性能聚合物的研发生产销售,拥有年产2500吨工业级PEEK、300吨医用级PEEK和600吨聚酰亚胺等生产装置。
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