一、PEEK属于特种工程塑料的一种,综合性能优异
工程塑料是指能长期作为结构材料承受机械应力,并在较宽的温度范围内和较为苛刻的化学物理环境中使用的塑料材料。与通用塑料相比,工程塑料拥有更加优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等优点。我国工程塑料产业起步较晚,但发展迅速,目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链,产业规模不断扩大,并且出口不断增长;企业规模持续壮大,产品品种不断增加;科技水平日益提高,部分产品技术、质量指标也已接近国外先进水平;管理水平明显提高。按照用量、性能和使用范围划分,工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料。
特种工程塑料根据特殊用途需求而研制,与通用工程塑料相比性能更优异、更耐高温和腐蚀,能够应对各种严苛和复杂工况的要求。自上世纪60年代聚酰亚胺(PI)问世以来,已开发成功并产业化的特种工程塑料主要品种还包括聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、液晶聚合物(LCP)和聚醚醚酮(PEEK)等。PEEK属于特种工程塑料的一种。
特种工程塑料分类(按照化学结构)
资料来源:观研天下数据中心整理
PEEK位于工程塑料性能金字塔顶端,具有机械特性好、耐热等级高、耐腐蚀等特点。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”。
PEEK材料具备耐热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势
| 主要特性 | 特性说明 | 代表性指标 |
| 机械特性 | PEEK兼具优异的刚性和较好的韧性,对交变应力下的抗疲劳性非常突出,可与合金材料相媲美。 | 1、拉伸模量2、缺口冲击强度3、比强度 |
| 耐热特性 | PEEK具有较高的玻璃化转变温度和熔点,其负载热变形温度和瞬时使用温度也较高。 | 1、长期使用温度2、导热系数 |
| 阻燃性 | PEEK具有自身阻燃性,不加任何阻燃剂即可达到最高阻燃等级(UL94V-0)。 | 阻燃等级 |
| 耐磨性 | PEEK可在250℃的高温条件下保持较高的耐磨性。 | 摩擦系数 |
| 耐腐蚀性 | PEEK具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有浓硫酸,其耐腐蚀性与镍钢相近。 | 耐化学性能 |
| 耐水解 | PEEK吸水率很小,23℃的饱和吸水率只有0.4%,且耐热水性好,可在200℃的高压热水和蒸汽中长期使用。 | 吸水率 |
| 耐剥离性 | PEEK与各种金属的粘附力与耐剥离性很好,因此可做成包覆很薄的电线、电缆和电磁线,并可在苛刻的条件下使用。 | 剥离强度 |
| 生物相容性 | PEEK 具有优异的生物相容性,可作为医疗器械植入人体。此外,PEEK可被X射线穿透,具有良好的可视性,能够避免在X光片上造成伪影,同时可以实现在CT扫描或核磁共振成像辅助下进行手术,帮助医生在手术过程中调整植入体的位置,术后轻松跟踪愈合过程,从而能对骨生长和愈合实现良好的监控。同时,PEEK的弹性模量与骨骼更接近,可以有效缓解应力遮蔽效应,使骨骼更健康、更长久。 | / |
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二、PEEK材料制造属于合成树脂制造行业,下游应用广泛
根据观研报告网发布的《中国PEEK行业发展现状分析与投资前景研究报告(2026-2033年)》显示,PEEK材料制造属于合成树脂制造行业,处于产业链中游。产业链的上游主要为氟酮、对苯二酚、二苯砜、玻璃纤维、碳酸钠等原材料,以及注塑机、聚合釜、水洗釜等生产设备。PEEK树脂的合成反应需要在带有搅拌器的反应釜内进行,首先以氟酮、对苯二酚、二苯醚作为起始单体、以二苯砜为溶剂,使用高温高压将其进行聚合,形成PEEK粗粉或颗粒,再利用设备将其熔融挤出或注塑成型,形成所需的零部件。目前上游原料及生产设备已可实现国产化,但聚合釜、水洗釜等部分关键零部件仍然需要依赖进口。
PEEK材料产业链
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PEEK材料已在汽车工业、医疗器械、航空航天、电子信息等多行业广泛应用。具体来说:①在航空航天领域,主要用于生产轮毂罩、整流罩、环境控制系统叶轮等,可替代部分金属部件;②在汽车领域,主要用于发动机部件、燃油系统、刹车系统、空气管理系统等部件,可提升燃油经济性,减少排放;③在医疗器械行业,主要应用于心脏瓣膜、血管支架、填充物、植入体等部分,具有优异的生物相容性、可塑性与耐腐蚀性;④在电子信息领域,主要应用于制造薄膜天线、背压调节器膜衬、薄膜开关面板和感应器、手机麦克风隔片等电子元件,也在半导体生产的化学机械抛光工艺环节被广泛应用。
三、政策支持PEEK行业发展,助力产业升级
产业扶持、标准制定和市场准入共同作用,强化政策驱动力量。各国政府在新材料、高端制造和绿色能源等领域的政策布局,为PEEK行业创造了有利的发展环境。例如,中国“十四五”新材料产业发展规划将高性能工程塑料列为重点发展方向,通过专项资金支持和税收优惠鼓励企业突破关键制备技术,降低对进口材料的依赖。在环保政策方面,全球碳减排趋势和欧盟REACH法规对材料的可持续性提出更高要求,PEEK的可回收性和长寿命特性使其在汽车轻量化和新能源装备中更具竞争力,相关政策倒逼传统材料替代,为PEEK开辟了新的市场空间。医疗和航空领域的政策法规则通过设立高标准的准入门槛,推动PEEK行业向高附加值领域升级。
PEEK行业相关政策
| 政策名称 | 部门 | 时间 | 主要内容 |
| 《产业结构调整指导目录(2023年本,征求意见稿)》 | 国家发改委 | 2023.7 | 鼓励类包含树脂:用于生产乙烯等产品的电加热蒸汽裂解技术,乙烯-乙烯醇共聚树脂等高性能阻隔树脂,聚异丁烯、乙烯-辛烯共聚物、茂金属聚乙烯等特种聚烯烃及高碳0-烯烃等关键原料的开发与生产,芳族酮聚合物、聚芳醚醚睛、满足5G应用的液晶聚合物、电子级聚酰亚胺等特种工程塑料生产以及共混改性、合金化技术开发和应用。 |
| 《鼓励外商投资产业目录(2022年版)》 | 国家发改委 | 2022.11 | 包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚矾、聚醚矾、聚芳酯(PAR)、聚苯醚、特种聚酰胺(PA)及其改性材料、液晶聚合物等产品。 |
| 《关于化纤工业高质量发展的指导意见》 | 工业和信息化部 | 2022.4 | 推动纤维新材料高端化发展。突破芳香族聚酯纤维、聚对苯撑苯并二唑纤维、聚醚醚酮纤维等单体合成与提纯、高速稳定纺丝等关键技术。 |
| 《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》 | 工业和信息化部等六部委 | 2022.3 | 建立完善化工新材料特别是改性专用料、精细化学品尤其是专用化学品等标准体系,生物基材料、生物可降解塑料、再生塑料材料评价标识管理体系,绿色用能监测与评价体系。完善重点产品能耗限额、有毒有害化学物质含量限值和污染物排放限额。 |
| 《“十四五”原材料工业发展规划》 | 工业和信息化部、科技部、自然资源部等三部门 | 2021.12 | 提升先进制造基础零部件用钢、高强铝合金、稀有稀贵金属材料、特种工程塑料、高性能膜材料、纤维新材料、复合材料等综合竞争力。 |
| 《鼓励外商投资产业目录(2020年版)》 | 国家发改委 | 2020.10 | 工程塑料及塑料合金生产:6万吨/年及以上非光气法聚碳酸酯(PC)、聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚矾、聚醚矾、聚芳酯(PAR)、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)及其改性材料、液晶聚合物等产品。 |
| 《产业结构调整指导目录(2019年本)》 | 国家发改委 | 2019.10 | 鼓励高标准石化化工的生产技术开发与应用,合成橡胶化学改性技术开发与应用,有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体硫醚、聚苯醚、芳族酮聚合物、聚芳醚醚腈等工程塑料生产以及共混改性、合金化技术开发和应用等。 |
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四、下游应用领域渗透率提升,助推产业迎来新机遇
我国PEEK下游应用领域不断拓宽,形成以电子电器、新能源汽车、医疗健康、人形机器人、航空航天为核心的多元需求格局。随着人形机器人量产元年到来、新能源汽车高端化升级、低空经济快速发展、医疗健康需求提升,PEEK下游需求迎来爆发式增长。从消费量来看,2012-2024年,中国PEEK产品需求量不断增加,从2012年的80吨增长至2021年的3522吨,年均复合增长率达到37.08%,预计到2025年有望增长至4537吨,远高于全球市场平均增速,已经成为继欧洲和美国外最大的PEEK消费市场。
资料来源:观研天下数据中心整理(wys)
人形机器人逐渐步入产业化应用阶段,PEEK有望扮演重要角色。作为具身智能中的一个重要概念,近两年来人形机器人产业链经历了应用场景探索与技术不断迭代的过程。特斯拉预计2026年产5万到10万台,并在2027年将产量增加至约100万台。国内华为、字节、比亚迪、小米、广汽、蚂蚁等车企、科技厂商纷纷加码形机器人产业。在人形机器人产品中,PEEK材料可应用于多个关键部件。例如科盟创新率先推出了全球首款PEEK复合材料谐波减速器,与传统金属谐波减速器相比,该产品轴向尺寸缩减20%、重量降低40%。另外,波士顿动力的Atlas人形机器人在其掌指关节中使用了PEEK-石墨烯复合材料,这种材料的抗冲击强度达到180MPa,并且能够在-40℃到220℃的工况下保持尺寸稳定性。此外,Atlas腿部关节也采用PEEK材料,因此扭矩密度提升了30%,液压负载降低了20%。预计随着我国人形机器人产业的发展,未来将成为PEEK行业核心增长引擎。
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