PEEK與PPS：兩種卓越特種工程塑料的全方位解析
近年來，特種工程塑料以其卓越的性能和廣泛的應用領域，逐漸成為了化工行業的新寵。作為高性能聚合物的代表，特種工程塑料不僅性能優異，而且長期使用溫度可高達200℃以上，為眾多領域提供了強有力的材料支持。
聚苯硫醚，又名聚亞苯基硫醚（PPS），是聚芳硫醚（PAS）中最重要，也是最常見的一個樹脂品種，而聚芳硫醚是指聚合物分子主鏈結構為硫與芳基結構交替連接的一類高分子聚合物。
聚苯硫醚結構式：
商業化聚芳醚酮主要分為三個品類的產品：聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）以及聚醚酮（PEK）。
應用范圍
隨著技術的不斷進步，特種工程塑料的應用范圍已經從軍工和航空航天領域拓展到了民用領域，如汽車、裝備制造和高端消費品等。其中，聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)作為兩種發展迅速的特種工程塑料，更是受到了廣泛的關注。
它們不僅具有結晶性熱塑性塑料的特性，還展現出良好的尺寸穩定性和耐化學性，防火阻燃等級達到UL94-V0，電氣絕緣性能也十分出色。
PPS的應用領域
電子方面：
電視機、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱，電動機的起動線圈、葉片，電刷托架及轉子絕緣部件，接觸開關，繼電器，電熨斗，吹風機，燈頭，暖風機，F級薄膜等。
汽車工業：
適用于排氣再循環閥及水泵葉輪，及汽化器、排氣裝置、排氣調節閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。
機械工業：
用作軸承、泵、閥門、活塞、精密齒輪、以及復印機、照相機、計算機零部件，導管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。
化工領域：
用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。
工程塑料：
制造汽車零部件、防腐涂層、電器絕緣材料等。
環保領域：
PPS纖維濾料，應用于冶煉、化工、建材、火電、垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐等行業高溫惡劣的工況條件，是一種優質高效耐高溫濾料。
餐具領域：
用于制作筷子，勺子，碗盤等餐具。
PEEK的應用領域
航空航天領域
可加工成各種高精度的飛機零部件，由于其耐水解、耐腐蝕和阻燃性能好，可加工成飛機的內/外部件及火箭發動機的許多零部件。
汽車制造
聚醚醚酮PEEK一直成功地用于汽車制造業，由于它具有良好耐摩擦性能，可以替代金屬（包括不銹鋼、鈦）制造發動機內罩、汽車軸承、密封件和剎車片等。
工業領域
由于具有良好機械性能、耐高溫、耐磨耗，并能耐高壓，常用來制造壓縮機閥片、活塞環、密封件等。
醫療器械
可在134℃下經受3000次循環高壓滅菌，這一特性能滿足滅菌要求高、需反復使用的手術和牙科設備的制造，加上它的抗蠕變和耐水解性，用它可制造需高溫蒸汽消毒的各種醫療器械。尤為重要的是PEEK無毒、質輕、耐腐蝕，是與人體骨骼最接近的材料，因此可采用PEEK代替金屬制造人體骨骼。
絕緣材料
PEEK因具有優良的電氣性能，在高溫、高濕等惡劣條件下，聚醚醚酮的絕緣性能仍能保持，是理想的電絕緣材料，特別是在半導體工業中得到廣泛應用。
改性PEEK是一種新型工程塑料，可用作耐高溫結構材料和電絕緣材料，可與玻璃纖維或碳纖維復合制備增強材料。
改性聚醚醚酮有黑色碳纖增強導電聚醚醚酮、紅色碳纖增強導電聚醚醚酮、有礦物增強聚醚醚酮、有玻纖增強聚醚醚酮及PEEK樹脂。雖然聚醚醚酮具有許多優良性能，但是價格昂貴，限制了其在一些領域的應用。另外，它的沖擊強度較差，為了進一步提高其性能，以滿足各個領域的綜合性能和多樣化需要，可采用填充、共混、交聯、接枝等方法對其進行改性，以得到性能更加優異的PEEK塑料合金或PEEK復合材料。
例如：PEEK與聚醚共混可得到更好的力學性能和阻燃性；PEEK與PTFE共混制成復合材料，具有突出的耐磨性，可用于制造滑動軸承、動密封環等零部件；PEEK用碳纖維等填充改性，制成增強的PEEK復合材料，可大大提高材料的硬度、剛性及尺寸的穩定性等。
PEEK和PPS在機械性能方面各有千秋。PEEK在強度、韌性和最高工作溫度等方面都較PPS更為優異，尤其在耐高溫方面，PEEK的耐溫性比PPS高出約50℃，這使得它在需要高強度和耐高溫的應用中更具優勢。而PPS則以其明顯的成本優勢和更好的加工性能，贏得了更廣泛的應用范圍。其全球產能和年復合增長率在熱塑性特種工程塑料中都名列前茅，如今已被稱為繼PA、PC、PBT/PET、POM和PPO之后的第六大工程塑料。
PEEK的優勢
PEEK作為一種特種高分子材料，具有自潤滑、耐高溫、阻燃性好、耐腐蝕、耐水解、耐磨損以及抗疲勞等優良的綜合性能。它在航空航天、汽車工業、電子電器、半導體和醫療器械等領域都有廣泛的應用，可以代替陶瓷、金屬等傳統材料，提高部件的性能和使用可靠性。而PPS則以其優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、機械性能以及優良的電性能，在電子電器、汽車、機械化工等領域均有出色的表現。它作為工程塑料中耐熱性最好的品種之一，已成功替代了金屬，讓汽車更具有輕量化。
在化學結構方面，PEEK由醚、酮和烯烴等成分聚合而成，其分子結構賦予了它優異的耐熱性、耐化學腐蝕性和機械性能。而PPS則是由苯環和硫原子交替排列而成，具有良好的電絕緣性、耐化學腐蝕性和高溫穩定性。在物理性質方面，PEEK的密度略高于PPS，耐熱性也更高;而PPS則具有良好的電絕緣性能和相對較弱的機械性能。因此，在選擇材料時，應根據產品的使用工況、性能需求及成本預算等綜合因素進行考慮。
聚醚醚酮PEEK的合成難度極大，目前全球只有少數企業掌握其合成技術。
目前，全球PEEK產業是英國威格斯Victrex主導，其市占率已經超過60%。并且除了儲備最成熟的PEEK樹脂生產能力之外，還具備PEEK復合材料、PEEK膜材料等材料應用技術開發能力，是全球僅有的兩家具備規模化PEEK膜材料生產能力的企業（另外一家為日本信越）。