材料人的繞口令：聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮，到底在念啥？

01

聚芳醚酮家族：

從PEEK到PEKEKK

在追求**性能的材料世界里，工程塑料的“王者家族”非聚芳醚酮莫屬。它們憑借耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、抗疲勞等全能表現(xiàn)，在航空航天、醫(yī)療植入、高端制造等苛刻環(huán)境中發(fā)揮著無可替代的作用。

今天，就讓我們揭開整個(gè)PAEK家族的神秘面紗，看看這位“老大哥”PEEK，兩位中堅(jiān)力量PEK和PEKK，以及兩位“特種兵”PEEKK和PEKEKK，究竟有何神通。

02

聚芳醚酮（PAEK）是一類亞苯基環(huán)通過氧橋（醚鍵）和羰基（酮）連接而成的一類結(jié)晶型聚合物。按分子鏈中醚鍵、酮基與苯環(huán)連接次序和比例的不同，可形成許多不同的聚合物。

E 代表Ether 醚鍵 —O—

K 代表Ketone 酮基 —C(O)—

PAEK家族中的分子鏈由苯環(huán)、醚鍵和酮基按特定序列連接而成。酮基比例越高、排列越密集，分子鏈剛性就越強(qiáng)，耐熱性也越好，高酮含量品種Tg和Tm均高；而醚鍵則提供了必要的柔順性，保證了可加工性。

PAEK家族結(jié)構(gòu)式對(duì)比圖

（1）聚醚醚酮PEEK：序列為 -E-E-K-。醚鍵多，在高性能與加工性間取得了完美平衡。是一種高性能特種工程塑料，被稱為塑料工業(yè)的金字塔尖。它具有耐熱等級(jí)高、耐輻射、耐化學(xué)藥品、沖擊強(qiáng)度高、耐磨性和耐疲勞性好、阻燃、電性能優(yōu) 異 等 特 點(diǎn)。

PEEK結(jié)構(gòu)式

（2）聚醚酮PEK：序列為 -E-K-。酮基比例更高，鏈剛性最強(qiáng)。由于其分子結(jié)構(gòu)中的醚鍵和酮基的比例低于PEEK，因而其熔點(diǎn)和玻璃化溫度均高于PEEK ，耐熱性優(yōu)于PEEK，連續(xù)使用溫度為250℃。

PEK結(jié)構(gòu)式

（3）聚醚酮酮PEKK：序列為 -E-K-K-。兩個(gè)酮基相連，結(jié)晶行為獨(dú)特。PEKK的性能依所用單體酰氯的不同而有所差異。以對(duì)苯二甲酰氯為原料合成的PEKK，在聚芳醚酮主要品種中具有最高玻璃化溫度和熔點(diǎn)。以間苯二甲酰氯為原料合成的PEKK，熔點(diǎn)和玻璃化溫度有所降低。在實(shí)際生產(chǎn)中大多以對(duì)苯二甲酰氯和間苯二甲酰氯的混合物為原料生產(chǎn)PEKK。

PEKK結(jié)構(gòu)式

（4）聚醚醚酮酮PEEKK：序列為 -E-E-K-K-?？梢岳斫鉃?/span>PEEK結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)酮基，性能介于PEEK和PEKK之間，綜合性能優(yōu)異。PEEKK分子結(jié)構(gòu)中的酮基和醚鍵的比例與PEK相同，其熔點(diǎn)和玻璃化溫度與PEK相近，同樣具有優(yōu)異的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和剛性。

PEEKK結(jié)構(gòu)式

（5）聚醚酮醚酮酮PEKEKK：序列為 -E-K-E-K-K-。結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，通過巧妙排列醚酮比例，旨在兼具高耐熱性和良好加工性。PEKEKK是僅次于PEEK的一個(gè)重要品種。其機(jī)械性能優(yōu)異，強(qiáng)度高、剛性大；具有可靠的耐疲勞性；長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度為250-260℃；具有良好的電絕緣性能；耐磨性、耐水性、耐熱水性、耐蒸汽性好；耐輻射性能非常好。

PEKEKK結(jié)構(gòu)式

03

下表直觀地展示了PAEK家族五位成員的性能差異

PAEK家族性能指標(biāo)對(duì)比表格

從表中我們可以看出：

PEEK 以其完美的E-E-K序列，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶速率和綜合性能的**平衡，鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，易于形成完善的晶體，成為商業(yè)化的中流砥柱。

PEK 憑借最高的酮醚比，登頂耐熱和剛性巔峰，但但鏈段運(yùn)動(dòng)能力差，實(shí)際結(jié)晶度和結(jié)晶速率都較低。

PEKK/PEEKK 通過引入連續(xù)的酮基，在保持高耐熱的同時(shí)，其結(jié)晶行為和熔點(diǎn)可以通過改變兩種單體的比例（T/I比）進(jìn)行“微調(diào)”。這為特定應(yīng)用（尤其是3D打?。┨峁┝司薮蟮牟牧显O(shè)計(jì)靈活性。

PEKEKK 是“精心設(shè)計(jì)”的產(chǎn)物，其復(fù)雜的E-K-E-K-K序列旨在打破了高耐熱必難加工的難題瓶頸，希望通過序列調(diào)整在鏈剛性和加工窗口之間找到新的平衡點(diǎn)，代表了PAEK材料的高端發(fā)展方向。

04

由于聚芳醚酮優(yōu)越的各種性能及易加工性能，幾乎可用于每一個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

PEEK：全能型選手

★航空航天：支架、緊固件，替代金屬，**減重。

★醫(yī)療植入：脊柱融合器、創(chuàng)傷修復(fù)產(chǎn)品，生物相容性**。

★工業(yè)領(lǐng)域：密封件、軸承、壓縮機(jī)閥片，耐磨損、長(zhǎng)壽命。

航空航天用PEEK支架

PEK/PEKK/PEEKK：攻堅(jiān)克難

★更高溫度環(huán)境：用于更深層油氣勘探的部件、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的輕質(zhì)構(gòu)件。

★3D打印：PEKK是絕對(duì)明星。其可調(diào)的結(jié)晶特性完美解決了打印件內(nèi)應(yīng)力大、易翹曲的行業(yè)難題，已用于打印飛機(jī)艙門、支架及個(gè)性化顱骨植入物。PEEKK在此領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力。

★電子電氣：制備高精度、耐焊錫的絕緣部件和芯片載具。

PEKK 3D打印

PEKEKK：“私人定制”材料

★目前應(yīng)用相對(duì)小眾，主要用于對(duì)性能和工藝有極端特殊要求的領(lǐng)域，如國(guó)防軍工、衛(wèi)星部件等，代表了PAEK材料性能的上限。

PAEK家族的應(yīng)用

05