PEEK（Poly ether ether ketone，中文名稱:聚醚醚酮）是1978年由英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（ICI）開發(fā)出來的半結(jié)晶性、熱塑性特種工程塑料。由于PEEK具有耐高溫性、自潤滑性、耐腐蝕性、阻燃性、耐水解性、耐磨損性以及抗疲勞性等優(yōu)良的綜合性能，最初是用于國防軍工領(lǐng)域，后逐漸擴(kuò)展至民用領(lǐng)域，包括工業(yè)制造業(yè)、航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等。隨著PEEK合成和加工工藝的不斷改進(jìn)，其通過化學(xué)改性、共混、復(fù)合填充等得到的高性能材料拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。PEEK適用于注塑成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等各種加工方式，而近年來PEEK樹脂與3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合，使其在醫(yī)用植入物等醫(yī)療領(lǐng)域有了新的發(fā)展方向。

發(fā)展歷程

初始孕育階段（1978-1992年）：

英國ICI開發(fā)研制出PEEK以及其玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)產(chǎn)品，申請專利并將其工業(yè)化，產(chǎn)能達(dá)1000噸/年，主要用于國防軍工領(lǐng)域。

壟斷發(fā)展及瓦解階段（1993-2004年）：

英國威格斯（Victrex）公司從ICI收購PEEK業(yè)務(wù)，呈現(xiàn)壟斷式發(fā)展態(tài)勢，并不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，2003年產(chǎn)能增加至2800噸/年，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的軍用拓展至工業(yè)及生物醫(yī)療等民用領(lǐng)域。

由于PEEK多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，威格斯對其進(jìn)行了技術(shù)封鎖。在我國政策大力扶持下，吉林大學(xué)吳忠文教授團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEEK專利技術(shù)，創(chuàng)建了吉大高新材料有限責(zé)任公司并投產(chǎn)。吉大高新成為第一個(gè)打破威格斯壟斷地位的公司。

全面發(fā)展階段（2005-至今）：

2005年，贏創(chuàng)（Evonik）收購了吉大高新，索爾維（Solvay）收購了印度Garda的PEEK業(yè)務(wù)；2009年，我國金發(fā)科技股份有限公司、盤錦中潤特塑有限公司等進(jìn)入該領(lǐng)域，PEEK進(jìn)入全面發(fā)展階段。此外，PEEK的改性復(fù)合及加工技術(shù)逐步發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。

生產(chǎn)加工技術(shù)

（一）主流合成方法

現(xiàn)有的PEEK合成生產(chǎn)工藝路線主要是親核取代化學(xué)反應(yīng)和親電取代化學(xué)反應(yīng)兩大類。其中親電工藝采用以二苯醚和間苯二甲酞氯為原料的低溫反應(yīng)制備。其優(yōu)點(diǎn)是條件溫和、原料來源方便，但存在較多的聚合物支化、交聯(lián)等副反應(yīng)。目前國際上工業(yè)化的主要是第一類親核工藝。

親核工藝的基本思路是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚為原料，在無水碳酸鈉存在的條件下，以二苯砜為溶劑，通過氮?dú)獗Ｗo(hù)，在逐漸升溫至接近聚合物熔點(diǎn)的溫度（320℃）時(shí)縮合反應(yīng)得到高分子量的PEEK。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是聚合物的支化、交聯(lián)等副反應(yīng)較易控制，過程中不使用金屬基催化劑，也不使用穩(wěn)定劑和添加劑，可以生產(chǎn)出高純度的PEEK粉末。然而，這種反應(yīng)路徑有反應(yīng)條件苛刻、合成工藝復(fù)雜、單體價(jià)格昂貴以及成本高等缺點(diǎn)。

圖 PEEK主流工業(yè)化親核生產(chǎn)工藝流程（示意圖）

多年來，各主流生產(chǎn)企業(yè)均在親核工藝的基本思路上開展了進(jìn)一步的研發(fā)和改良、克服弊端、降低成本，形成了各自的核心工藝路線，這也是PEEK合成行業(yè)的核心價(jià)值技術(shù)。

（二）加工與改性技術(shù)

PEEK作為熱塑性工程塑料的代表，具有易加工的特點(diǎn)，適用于常規(guī)的塑料加工成型方式包括注塑成型、擠出成型、模壓成型和熔融紡絲等。近年來，隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，PEEK作為可3D打印的聚合物材料代表，拓展了其在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是復(fù)雜形態(tài)結(jié)構(gòu)的醫(yī)用植入物方面。

在加工技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，隨著市場對材料性能要求的提高，近年來對PEEK的改性和復(fù)合成為了行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。除了在聚合階段通過改變聚合物主鏈的成分和/或比例，以此進(jìn)行化學(xué)改性外，在工業(yè)上常見的性能提升方法還包括表面改性、共混改性以及復(fù)合填充增強(qiáng)等，同時(shí)改善PEEK的成型加工性能和使用性能。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

PEEK具有優(yōu)良的綜合性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料。PEEK在機(jī)械制造、航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)療、電子電氣、制藥和食品加工業(yè)都有所應(yīng)用，其中以運(yùn)輸工業(yè)（包括汽車和航空）、機(jī)械工業(yè)和電子電氣工業(yè)的應(yīng)用占比最高。

未來發(fā)展趨勢

經(jīng)過40多年的應(yīng)用開發(fā)，PEEK的產(chǎn)品種類型號(hào)、參與企業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷拓展，保持較高的行業(yè)增速。但因其價(jià)格較高，在特種工程塑料中占有的市場份額較少。歐美主流企業(yè)多年來通過并購和自主開發(fā)（或合作開發(fā)）相結(jié)合的方式，依靠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)、積極開發(fā)改性及復(fù)合新產(chǎn)品，以及通過下游產(chǎn)業(yè)的合作開發(fā)來不斷拓展應(yīng)用范圍，尋找出路。

我國目雖然已有PEEK合成的自主研發(fā)技術(shù)，并且一定程度上解決了PEEK原料成本過高的問題。但是我國的PEEK產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較發(fā)達(dá)國家還有很大差距，尤其在高附加價(jià)值下游應(yīng)用的拓展方面，受整體工業(yè)制造能力的限制，難以占據(jù)優(yōu)勢。隨著我國大型飛機(jī)、軌道客車、汽車工業(yè)、醫(yī)療和國防軍工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于以PEEK為代表的特種工程塑料需求也在不斷提高，尤其在提升高性能產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工能力方面的要求十分迫切。