聚醚醚酮（PEEK）樹脂的發展及應用概況
聚醚醚酮的長期使用溫度高達250℃，因此曾一度被稱為超耐熱特種工程塑料。除此以外，還兼具強度高、耐腐蝕、抗輻射、電性能優異、阻燃、可適合各種加工工藝等優異的綜合性能。因此，PEEK在國防軍工、航空航天、電子信息、能源、汽車、家電、醫療衛生等高新技術領域中得到了廣泛應用。
◆ 吉林大學特種工程塑料教育部工程研究中心 吳忠文 姜振華 王貴賓
PEEK樹脂是20世紀80年代初由英國ICI公司先開發成功并商品化的,經過一段開發誘導期，1993年開始由Victrex公司獨立經營，之后的產量以每年15%的速度遞增。到20世紀末，PEEK樹脂仍由Victrex公司獨家生產供應,其生產規模已經達到每年2000t，主要消費市場是:歐洲、美國各占45%，以日本為主的亞洲占10%。
PEEK的主要應用領域
從應用領域的分配來說，汽車等（包括航空）運輸業市場約占PEEK樹脂消費量的40%，半導體制造設備占25%，壓縮機閥片等一般機械零部件制品占25%，醫療器械和分析儀器等其他市場占10%。
1、汽車等運輸機械領域
近年來，PEEK樹脂在歐洲市場的增長尤以汽車零部件制品市場的增長為迅速，特別是發動機周圍零部件、變速傳動部件、轉向零部件等都選用了PEEK塑料代替一些傳統的高價金屬作為制造材料。今后，隨著汽車行業適應微型化、輕量化以及降低成本的要求，PEEK樹脂的需求仍將不斷增長。有資料表明，歐洲某車型有44個零部件采用了PEEK塑料代替傳統的金屬制品。
2、IT制造業領域
半導體制造以及電子電器行業有望成為PEEK樹脂應用的另一個增長點。在半導體行業，為了達到高功能化、低成本，要求硅片的尺寸更大，制造技術更先進，低粉塵、低氣體放出、低離子溶出、低吸水性是對半導體制造工藝中各種設備材質的特殊要求，這將是PEEK樹脂大顯身手的地方。
3、辦公用機械零部件領域
對于復印機的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等，用PEEK樹脂代替金屬作為它們的材料時，可以使部件輕量化、耐疲勞，并能夠做到無油潤滑。
4、電線包覆領域
PEEK包覆層有很好的阻燃性，不加任何阻燃劑，其阻燃級別即可達UL94 V-0級。PEEK樹脂也具有耐剝離性、耐輻照性（109拉德）等優點，因此用在軍工以及核能等相關領域的特種電線已經廣泛采用該樹脂制作包覆物。由于PEEK樹脂這些獨特的性質，將來有望取代部分一般用途的氟樹脂。
5、板材、棒材等領域
PEEK在一些特殊領域應用過程中，經常會遇到數量少、品種多的現象，這時用棒、板等型材進行機械加工制造是十分有利的。
6、纖維領域
PEEK纖維（包括單絲）在復合材料、工業濾布、工業用刷等制品中已被廣泛采用。在復合材料領域，PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業用濾布和工業用刷方面除耐熱性外，其魅力還在于它的耐化學藥品性和耐磨性。
7、醫療分析器械領域
由于PEEK可耐反復的高壓滅菌，在醫療器械中可用于制造內窺鏡零件、牙科用的去垢器等。另外，由于PEEK的高強度和低溶出性，已用在儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。而且，由于PEEK與人體具有很好的相融性，近年來作為人工骨材料已經成功地替代了傳統的鈦金屬。
我國PEEK樹脂的研制和應用
1、國內PEEK樹脂研發的歷程
我國從“七?五”計劃開始，在科技攻關計劃和“863”計劃中分別設立專項基金進行獨立自主的研究開發，吉林大學是承擔這些研究計劃的唯一單位，終在“八?五”期間完成了10t/y的擴試。鑒定結果表明，樹脂主要性能指標達到國外同類產品水平。目前，國內開發的這一產品已取得了幾項發明，擁有了獨立自主的知識產權，形成了批量生產能力，不僅滿足了發展我國國防軍工的需要，也為民用高技術的發展提供了材料來源。
在此基礎上，“九?五”科技攻關計劃立項50t/y的中試，完成后又被發改委在“十?五”期間列為建設500t/y規模產業化示范工程，并于2003年底建成投產，從而使我國成為目前繼英國Victrex公司之后第二個能自主生產這種高性能塑料的，打破了Victrex公司長達20多年的獨家壟斷地位。另外，由于此項技術不僅擁有獨立自主的知識產權，而且實現了全部生產設備和原料的國產化，因此生產成本低，取得了顯著的經濟效益。
2、國內PEEK制品開發的現狀
與樹脂生產技術的研發進展相比，國內PEEK樹脂的制品開發則十分滯后，到目前為止，基本還是停留在某些進口PEEK產品的國產化階段。下面是幾個成功的應用案例。
（1）氣體壓縮機閥片。這是民用制品中在國內應用開發得早也是成功的一個產品。國際上自20世紀90年代，氣體壓縮機的閥片就已完成了由傳統金屬向PEEK材質的更新換代。由于其優點是低噪音、長壽命以及無油潤滑，所以石油化工行業應用的進口壓縮機設備都采用PEEK閥片。由于其使用壽命為8000h，使其成為必須進口的零部件，且其售價高達10～12元/g。為此，溫州市中大冶化機械有限公司先采用國產PEEK試制成功PEEK閥片，經運行考核，其質量、壽命均達到國外進口水平，并于2000年通過了石化裝備公司主持的鑒定并通過了驗收，其售價僅為4～5元/g。目前，國產產品幾乎全部代替了進口壓縮機閥片。據石化提供的統計數據表明，如國產壓縮機實現10%的更新換代，用量將達上百噸。
?。?）磁力泵用各種零部件。化工生產中，輸送酸、堿用的磁力泵多采用防腐性能較好的鈦金屬材料，但鈦金屬仍會受到鹽酸的腐蝕。蘇州恒達防腐設備有限公司從20世紀末就開始采用PEEK樹脂代替鈦金屬試制關鍵部件隔離套，之后拓展到齒輪、螺絲、螺母、軸、軸套等多種零部件，目前每臺泵采用PEEK材質的零部件達20余件。
（3）深井采油機械零部件。吉林大學與大慶油田電泵公司研究所合作試制成功隔磁段并已投入批量生產。
未來的展望
PEEK樹脂今后的課題有兩個方面，一是開發更高性能的新牌號，二是降低標準牌號樹脂的成本。在提高性能方面，主要是通過復合化技術迅速開發出適應用戶需要的高性能新牌號樹脂，而成本的降低則要依靠需求增加帶來市場規模的擴大來實現。目前國際市場的高價位又限制了PEEK樹脂應用范圍的拓展，這是一個互相制約的結，也是一個供應與需求博弈的過程。
綜上所述，PEEK是一種高性能、高附加價值的特種工程塑料。國際上20多年的應用實踐表明，這是一種大有發展潛力的樹脂品種。在PEEK樹脂的制備方面，我國已經走出了一條獨立自主的工業化道路，而且取得了低成本帶來的價格優勢，這已成為國內外公認的事實。但是與樹脂的合成相比，國內制品開發與國外仍有很大差距，特別是在國際上的主要應用領域，即汽車行業和IT行業，還沒有實現零的突破，遠遠落后于一些工業發達的水平。因此，希望國內有識之士能夠利用國產PEEK樹脂的價格優勢，走出一條PEEK制品的開發之路。
