PEEK：轻量化+耐磨+耐腐蚀，有望“以塑代钢”
聚醚醚酮（PEEK，Polyetheretherketone）已经从垄断阶段过渡到全面发展阶段。1978 年，英国帝国化学工业公司（ICI）首先研发出PEEK 材料，并应用于军工领域；随后 1993-2004 年，PEEK 在民用高科技领域的渗透率提升，同时英国威格斯收购 ICI，垄断了 PEEK 材料的生产；2008 年，比利时索尔维投产第一套PEEK商业化生产装置；2010 年，在我国政策扶持下，吉大赢创成功开发并生产出商业化PEEK 树脂；2014 年，中研股份成功实现 PEEK 材料的产业化生产，至此PEEK进入全面发展阶段。
PEEK 属于特种工程塑料，其具备耐热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势。与工程塑料相比，PEEK 兼具刚性和韧性；与金属材料相比，PEEK 比强度大的同时，自身重量较轻，符合下游航空航天、汽车等领域轻量化趋势，有望实现“以塑代钢”。
1）与其他工程塑料比，PEEK 材料综合性能更好。在保持优异刚性的同时，PEEK兼具良好韧性，展现出卓越的机械性能，是目前全球公认的性能最佳的热塑性材料之一。
2）与金属材料相比，PEEK 在多项关键性能上表现更优，展现出“以塑代钢”的巨大潜力。其比强度高、介电常数低、耐化学性优异，综合性能显著优于钢、铝合金。同时，高比强度特性使得 PEEK 可在保证结构强度的前提下大幅减轻重量，符合轻量化发展趋势，未来有望成为替代金属的重要特种工程塑料。
汽车+3D 打印+机器人等新下游崛起，PEEK 材料需求持续上升
全球 PEEK 材料市场需求量从 2019 年 5835 吨增长至2024 年10203 吨，5年时间年复合增长率为 11.8%，主要应用于交运、工业、电子、医疗领域，未来有望开拓至 3D 打印、机器人等领域。从需求看，根据市场Emergen Research预计，全球 PEEK 市场容量在 2019 年为 7.21 亿美元，预计到2027 年将增长至12.26亿美元，年均复合增长率为 6.8%。从下游应用来看，目前由于PEEK 树脂价格相对较高，其应用主要在高端领域，如交运、工业、电子等领域。
根据华经产业研究院数据，2024 年全球 PEEK 材料下游销售领域分别为汽车制造（27%）、航空航天（23%）、电子电气（20%）、工业机械（10%）、医疗（7%）、其他（13%）。
1) 交运：率先通过 PEEK 材料实现轻量化，从而减少燃油消耗。根据BNPParibasBank 的调研，航空运输业的碳排放主要来源于飞机航空燃油燃烧，约占总排放量的 79%，因此材料的轻量化是影响航空业碳排放的关键因素。为减少航空燃油消耗，航空业大量使用复合材料及特种工程塑料对金属材料进行替代，如 B787 飞机上的复合材料用量达到 50%，A350 飞机复合材料用量达到52%，其中 PEEK 材料是重要的组成部分，PEEK 复合增强材料在飞机中的主要应用场景为承力结构件。 2) 工业：凭借其卓越的耐腐蚀性与优异的机械性，PEEK 成为工业的理想选择。在工业领域中，PEEK 作为绝缘材料被广泛应用于密封件、轴承、挠性印刷线路板等关键零部件。以轴承为例，PEEK 自润滑效果好，相对于金属轴承，无需添加润滑油，因此可以从根本上避免轴承长期使用过程中出现润滑油滴落、金属磨损后剥落至反应液中的情况。 3) 医疗：PEEK 因其与人体骨骼刚性接近且不影响后续诊断，被广泛应用于骨科领域。相较于金属材料，PEEK 与人体骨骼的刚性更为接近，能有效减少硬力遮挡；同时作为非金属材料，PEEK 在术后CT 和核磁共振检查中不产生伪影，确保医学影像诊断的清晰准确。此外，PEEK 易于进行个性化设计与加工，能够实现与患者解剖结构的高度吻合，例如在颅骨修复中可达到极高的形态匹配度。目前，PEEK 已被成功应用于人造脊柱植入物、关节假体及骨修复制品等多种医疗产品中。
在现有应用基础上，PEEK 材料还凭借其综合性能优势，进一步拓展至汽车、3D打印及机器人等新兴领域。在汽车领域，其良好的NVH 性能、耐腐蚀与耐高温特性备受青睐；在 3D 打印领域，优异的耐燃油性与高机械性能使其成为关键材料；而在机器人领域，PEEK 则凭借刚性韧性兼备、轻量化等特性，满足了对精密结构件的性能要求。 1. PEEK 在汽车行业应用的增长，主要得益于汽车行业对零部件的轻量化需求。随着汽车产业轻量化及节能减排需求不断加大，PEEK 材料具备良好的耐摩擦性能、力学性能以及轻量化，因此能在关键零部件方面对金属进行有效替代，主要可用于制造发动机内罩、轴承、离合器齿环、密封件、漆包线等。a) 轴承：目前汽车主动力轴承的主流材料为POM 等改性塑料，无法兼具减震性和耐磨性。但 PEEK 材料可提升 NVH 性能，且更满足汽车轻量化需求。b) 密封件：目前汽车密封件的主流材料为PTFE、PA、PPS、PVC等，这些材料会因为电池、电机的电压上升，而造成老化、漏油等问题。但PEEK材料耐漏油、耐腐蚀、耐高温，可以解决老化漏油的问题。c) 漆包线：目前汽车漆包线主流材料为 PI，但随着800V 电机渗透率的提升，PEEK 材料凭借耐高压性能将用于配套 800V 电机的漆包线中，预计每台车使用的 800V 电机漆包线中 PEEK 材料将达到470g。
2. 作为一种高性能热塑性材料，PEEK 通过与碳纤维熔合的技术，进一步拓展了在 3D 打印领域的应用。2015 年，产业界使用PEEK 树脂和碳纤维为原料，通过增强纤维熔合技术实现 3D 打印应用。目前，PEEK 材料用于3D打印的主流工艺主要有 FDM（熔融沉积型）、SLS（选择性激光烧结），两种工艺都需要对耐高温的 PEEK 材料进行高温熔融，因此加工难度都较大。然后PEEK与碳纤维熔合后展现出优异的耐燃油性能，即使在240℃下依旧保持良好的耐久性与机械可靠性。正因如此，产业持续优化相关工艺，推动PEEK 在3D打印中的应用不断深入。
3. PEEK 材料凭借其轻量化、耐磨与耐腐蚀等优异性能，未来有望应用于机器人领域中。目前，机器人对于材料主要要求为轻量化、耐久性。作为热塑性材料，PEEK 材料易于加工成各种复杂形态的零部件。其树脂密度仅为1.3g/cm3，在实现显著轻量化的同时，仍保持出色的机械强度，并且兼具优异的耐磨与耐腐蚀性能，十分契合机器人对材料的综合要求，因此被视为该领域极具潜力的可选材料。
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