PEEK(聚醚醚酮)是一种性能非常卓越的特种工程塑料,被誉为工程塑料界的“皇冠”。它凭借一系列独特的性能,在人形机器人、新能源汽车等高端制造领域正从“小众”走向“刚需”。

与主要工程塑料、特种工程塑料相比,PEEK 性能全面,在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时,也兼具韧性,展现了全面的机械性能,此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优异。

据测算,100万台人形机器人有望拉动约1万吨的PEEK材料需求,PEEK材料在人形机器人中的应用主要有以下几个方面。
-仿生骨架/结构件:作为机器人的“隐形骨架”,实现轻量化,提升负载能力。

-关节轴承:利用其自润滑特性,用于关节部位,降低磨损,延长寿命。

- 齿轮与传动部件:用于制造高精度、低噪音、耐磨损的齿轮。

- 电机外壳:作为耐高温的电机绝缘轴承座或外壳,保障电机在高温下稳定运行。
PEEK材料使用时,既可采用纯树脂,也可通过增强、耐磨等改性提升其关键性能。从刚性看,PEEK纯树脂的弯曲模量在4GPa左右,虽然相比其他塑料已经比较高了,但在制作一些高强度结构件的时候,仍有不足,往往需要增强处理。
PEEK可以通过添加玻纤或者短碳纤改性增强,弯曲模量可达10GPa甚至20GPa以上,可更好地承接重量。接下来,我们搜集了一些PEEK企业产品牌号特别是增强PEEK产品及其关键性能,供大家参考。
吉林省中研高分子材料股份有限公司
中研股份的主要产品根据是否添加玻璃纤维、碳纤维进行物理改性分为纯树脂和复合增强类树脂两大类;按产品熔体流动性由低至高分为(770、550、330 )三大主要牌号;按照不同的表观形态及再加工方式分为纯树脂粗粉(P 系列)、纯树脂细粉(PF 系列)、纯树脂颗粒(G 系列)、 玻纤增强颗粒(GL 系列)、碳纤增强颗粒(CA 系列)、耐磨增强颗粒(FC 系列)六大系列。
+PEEK-P(纯树脂粗粉)系列——具有PEEK最原始的性能,可作为复合改性、注塑成品件的原材料。
+PEEK-PF(纯树脂细粉)系列——该材料为粗粉经过一定研磨得到的材料(D50为13微米~75微米),可作为精密模压件的原材料以及喷涂的原材料。
+PEEK-G(纯树脂颗粒)系列——韧性好,抗冲击性能佳;可以使用蒸汽、乙醇和Y射线等方式进行消毒,在医疗、制药和食品加工业应用普遍。
+PEEK-FC(耐磨产品)系列——加入PTFE、石墨和碳纤维改性后得到的材料;低摩擦系数、耐磨损,是摩擦应用领域的理想材料。
+PEEK-CA(碳纤增强)系列——填充碳纤维的增强级塑料,较高的弹性模量、机械强度、抗蠕变性和耐磨性。
+PEEK-GL(玻纤增强)系列——填充玻璃纤维的增强级塑料,更好的刚性、抗蠕变性和尺寸稳定性。在高温下可长时间的承受固定负荷,是制造结构性零部件的最佳材料。

可以看到,中研股份PEEK/CF增强系列产品,包含碳纤维CF含量为20%和30%的不同流动性产品,拉伸强度可达205MPa到260MPa,弯曲模量可达16GPa到23GPa,热变形温度可达325℃到339℃,而熔融指数(380℃*5kg)则从2.3-27g/10min不等。
而类似地,PEEK/GF系列产品,也包含了GF含量20%和30%的不同流动性产品,拉伸强度从145 MPa到185 MPa,比同样添加量的PEEK/CF低了30% 左右;弯曲模量从8.5 GPa到11.5 GPa,比同样添加量的PEEK/CF低了50%左右;热变形温度从315℃到335℃不等,比同样添加量的PEEK/CF低了4-10℃,且随着流动性提升,其差值呈缩小趋势;而熔融指数(380℃*5kg)则从4.5-28g/10min不等,略高于相同含量CF的PEEK/CF产品。
浙江鹏孚隆科技股份有限公司
浙江鹏孚隆科技股份有限公司成立于2006年,聚焦于特种聚合物及其相关应用产品开发与制造,公司核心产品包括以特种工程塑料、特种涂料和生物材料为代表的多样化产品,其应用领域涵盖航空航天、汽车、家电炊具、电子半导体、石油化工、清洁能源和医疗器械等行业。
鹏孚隆PEEK产品以8000、8100、8200、8800、8900五大基础树脂为主,粘度由高到低,并由此衍生出适用于不同应用场景中的多种类复合改性产品解决方案。


可以看到,鹏孚隆拥有CF含量从20%-50%不等的不同PEEK粘度的PEEK/CF增强材料,拉伸强度从220-255MPa(高粘度PEEK),及235-275MPa(低粘度PEEK),最高可达375MPa;弯曲模量从17 GPa-33 GPa不等;热变形温度从325-345℃不等。
而玻纤增强PEEK系列产品中,鹏孚隆可以提供10%-60%玻纤含量的PEEK/GF增强产品,拉伸强度从125-235 MPa不等;弯曲模量从6 GPa-23 GPa不等;热变形温度则从270℃-343℃不等。
江苏君华特种高分子材料股份有限公司
江苏君华特种高分子材料股份有限公司专注于PEEK(聚醚醚酮)等高性能特种工程塑料树脂、型材的应用研发及生产,并形成了一条具备PEEK原料树脂聚合、改性造粒、成品零件的注塑和机加工、板棒管片等型材连续挤出成型的完整产业链。

江苏君华的PEEK材料主要包括以下几个品类:
1.PEEK5600G(褐灰色/土黄色)使用纯的聚醚醚酮树脂为原料制造,在所有PEEK级别中韧性好,抗冲击佳。
2.PEEK5600LF30(黑色)加入PTFE、石墨和碳纤维的结果,使PEEK5600LF30成为轴承级塑料。其优越的摩擦性能(低摩擦系数、耐磨损、较高的峰压限)使得此级别在摩擦应用领域成为理想材料。
3.PEEK5600GF30(褐灰色)该材料填充30%玻璃纤维的增强级塑料,比PEEK有更好的刚性和抗蠕变性能,以及更佳的尺寸稳定性,制造结构性零件较为理想。在高温下可长时间地承受固定负荷。
4.PEEK5600CF30(黑色)该材料填充30%碳纤维增强,比PEEK5600GF30有更好的机械性能(较高的弹性模量、机械强度和蠕变)和更耐磨,而且加碳纤维增强的塑料要比未增强的PEEK塑料具有3.5倍的导热性更快地从轴承表面散热。


长春吉大特塑工程研究有限公司
长春吉大特塑工程研究有限公司(JUSEP) 成立于2002年,注册资本1500万元,是聚芳醚酮(PAEK)和聚芳醚砜(PAES)研发、生产、销售及二次制品加工企业。

JUSEP拥有2000平洁净车间和3000平工业车间,具备年产500吨聚醚醚酮(PEEK)、500吨聚醚醚酮酮(PEEKK)、500吨聚醚酮(PEK)和 100吨聚醚砜(PES)树脂及其改性料的生产能力,拥有高耐热等级特种工程塑料、特种工程塑料基增强材料及合金、特种工程塑料专用牌号树脂、 型材和注射制品等5大系列80多个牌号的产品。


珠海万通(金发科技)
珠海万通提供全面的特种工程塑料解决方案,产品主要包括半芳香族尼龙PA10T/PA6T、聚芳醚酮PAEK、液晶聚合物LCP、聚苯硫醚PPS、聚芳醚砜PPSU/PES、NMT(纳米成型技术)和LDS(激光成型技术)材料等。
金发科技拥有自主研发生产聚合PEEK的生产能力,改性PEEK产品主要应用于汽车、电子电气、机械及其它工业等多个领域。

珠海万通的PEEK增强材料有10%玻纤增强的Vispeek GR9103,30%玻纤增强Vispeek GR9303,以及20%碳纤维增强的Vispeek CF9202和30%碳纤增强的Vispeek CF9303。
深圳市沃特新材料股份有限公司
沃特热塑性复合材料专用聚芳醚酮材料通过特殊的结构设计和工艺控制,有效提升聚芳醚酮树脂的可加工特性及其在复合材料中的粘接特性。其通过与碳纤维等材料的有效复合,为航空航天领域材料的轻量化和连续化生产提供了解决方案。
沃特股份在深圳、惠州、江苏南通等地建立生产基地,PEEK改性产能超3000吨/年,计划2025年南通新基地投产后提升至5000吨/年。
山东浩然特塑股份有限公司
山东浩然特塑股份有限公司创立于2010年,位于中国山东威海,是专业从事聚砜、聚醚醚酮类特种工程塑料研发和生产的高新技术企业,主要产品有 PPSU、PESU、PSU 和PEEK树脂。

浩然特塑PEEK产品包括纯树脂的500G,20%玻纤增强的500GL20,30%玻纤增强的500GL30和30%碳纤增强的500CA30。
威格斯
威格斯是聚醚醚酮和聚芳醚酮聚合物解决方案的全球领导者,威格斯重点关注六大核心市场:航空航天、汽车、能源、电子、工业和医疗。为了持续提升在这些市场的创新能力和产品领先地位,不断推出新的PEEK聚合物、材料形态和部件。

如上图所示,威格斯拥有玻纤含量为15%-60%的不同流动等级的玻纤增强PEEK。同时,如下图所示,拥有碳纤维含量为20%,30%,40%的不同流动等级的碳纤增强PEEK。

VICTREX™ PEEK和热塑性塑料复合设计的齿轮是金属行星齿轮箱的理想替代品。其高精度、高重复性和严格的公差范围极大地提高了协作机器人工程设计的灵活性。VICTREX HPG™聚合物可以在不影响使用性能的前提下完成注塑成型。

除了上面的PEEK合成企业外,还有赢创、世索科、盘锦中润等也有聚合及改性PEEK产品。另外,PEEK改性企业、型材加工企业众多,如山东赛恩吉、道恩股份、凯盛新材、江苏亨博、厦门长纤、江苏韩塑新材料、恩欣格、聚赛龙、聚科高新、聚泰新材等等。在此不做作一一列举。

