PEEK还是极好的以塑料代钢的材料,与典型的航空金属材料相比,可以起到减重70%的效果。
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。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。
虽然PEEK性能极优异,但其商业化应用的道路却走得并不容易。从PEEK被发明至今,经过Victrex等企业40多年的商业化推广开发,消费量也仅仅从民用之前的数百吨增长到7000多吨。如此规模的消费量,远远没有达到一个性能如此优异的材料应有的地位。回顾PEEK的发展历程,其下游消费增长总体稍显乏力,主要有两方面原因。
(1)工艺复杂,技术门槛高,原料价格高昂。PEEK合成工艺较为复杂,条件也较为苛刻。PEEK合成实际工业化较多采用亲核取代反应路线,PEEK以4,4-二氟二苯基甲酮、对苯二酚在碱金属碳酸盐作用下高温熔融聚合,其生产工艺需要进行长期的探索,反应过程控制需要反复调整、进行技术细节的积累,过程涉及大量参数优化和合成操作技术诀窍,需要持续投入、长期积累才能获得,不是短期大额投资所能弥补。并且国外的核心制造技术及相关装备都被严格保密。此外,该路线所使用的氟酮单体价格较为昂贵,也推高了PEEK的生产成本。
(2)应用开发领域都是攻坚战,商务开发周期长。PEEK本身由于极为优异的性能,其适用的领域多在医疗植入、航空航天零部件、工业齿轮等场景,一般应用环境较为恶劣,对材料和制品的性能可靠性和安全性要求极为严苛。绝大多数应用都是与客户互动寻找材料解决方案,少有成熟的应用场景,产品的导入认证周期极为漫长,客户教育和开发的时间成本较高。