PEEK具有非常高耐熱性，其熔點約為343℃，一直使用溫度可達260℃，并且于高溫下仍能保持優良力學性能。另外，PEEK還表現出優秀耐化學腐蝕能力，能夠抵抗大多數酸、堿、有機溶劑侵蝕，這使得它成為化工行業中理想防腐材料。
從機械特性來看，PEEK擁有極高強度和韌性，其拉伸強度、彎曲模量還有沖擊強度均遠超普通工程塑料如尼龍或聚碳酸酯。和此同時，PEEK還含低摩擦系數、自潤滑性，因此非常適合用于生產軸承、齒輪要耐磨耗部件。
于電氣性能方面，PEEK同樣表現突出，它具有優良不導電性、介電強度，并且能夠于寬廣頻率范圍內維持穩固介電常數。這一特點使PEEK成為電器設備很好選擇。
因為其突出生物相容性，PEEK也被大量用途于醫療行業，比如人工關節、牙科種植體還有脊柱植入物。另外，PEEK還可以通過復合改性來進一步提升特定性能，例如加入碳纖維增強后可顯著增強導電性；填充玻璃纖維則有助于改善剛性、尺寸穩固性。
作為一種綜合性能極為突出特種工程塑料，聚醚醚酮正連續拓展其用途范圍，于航空航天、汽車工業、石油天然氣開采多個高端生產業中發揮著不可替代作用。
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