PEEK材料合成工艺

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PEEK制造:从聚合到注塑,工艺难度筑壁垒
长江证券· 2025-08-10 21:12
行业投资评级 - 投资评级为看好,维持评级 [7] 核心观点 - PEEK材料产业链包括上游原材料聚合、纯化、改性三大过程,下游运用PEEK材料注塑制备结构件和传动件,工艺难度高形成行业壁垒 [2] - PEEK材料因其超强耐高温性、化学稳固性、机械性能、耐磨性而被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械行业,但合成工艺复杂 [15] PEEK材料生产 聚合过程 - 聚合过程是PEEK材料生产的核心,工艺复杂,核心壁垒较高,需在280℃-340℃状态下进行8-12小时的聚合反应 [4] - 核心难点包括非标设备、温度控制、物料比精度(g级要求)、一致性及结晶难度 [4] - 亲核取代路线是PEEK的主要合成方式,产品纯度高、机械性能好,常用于航空航天等高端领域 [16] - 直接聚合法、界面聚合法、固相聚合法是主流聚合方法,各有优缺点 [22] - 设备非标、产能爬坡慢(2-3年)、温度控制难、物料配比精度高、一致性问题、结晶难题是聚合阶段的主要难题 [27] 提纯干燥过程 - 提纯干燥过程对能源及纯净水需求量大,提纯时间长 [4] - 主聚合反应生成的PEEK树脂是粗粉与碱金属盐的混合物,需通过丙酮萃取洗涤去除无机盐 [34] - 提纯过程中杂质多、清洗时长长,水及能源消耗大 [34] 复合改性过程 - 复合改性主要为了提升PEEK性能,包括填充改性、共混改性、界面改性 [39] - 填充改性因工艺成熟、适用范围广,在人形机器人零部件应用中潜力大 [39] - 改性过程难点包括加工设备易损耗、非一致性难点 [5] - 碳纤维增强PEEK(30%含量)拉伸强度可达180-230兆帕,有望适配人形机器人高负载执行器部件 [39] PEEK注塑工艺 - 注塑是PEEK加工成结构功能件的核心工艺,应用最广泛 [6] - 注塑工艺核心难点包括材料前置干燥处理(水分含量控制在0.02%以下)、管腔温度控制(三段温度)、压力和注射速率、模具温度、冷却方式、双螺杆设计 [6] - 干燥处理需在150°C-160°C的空气循环烘箱中干燥2-3小时 [53] - 注塑机需满足高温加工需求(400°C),模具需耐高温、耐磨 [57] - 模压成型工艺适用于热固性塑料及复合材料,但模具成本高、加工时间长 [70] 行业表现 - 电气设备行业近12个月表现优于沪深300指数,涨幅达42% [8]