PEEK分子結構中由剛性芳香環、柔性醚鍵交替排列組成，賦予其優秀機械強度和韌性。它于高溫下仍能保持優良尺寸穩固性、抗蠕變能力，一直使用溫度可達260℃，短期耐溫甚至可達到300℃以上。另外，PEEK還含突出化學穩固性，對酸堿、有機溶劑及氧化劑均有很強抵抗性，不易被腐蝕。
作為一種半結晶聚合物，PEEK顯現出極低吸水率〔通常低于0.5%〕，這意味著就算于潮濕環境中其物理性能也不會有顯著變化，非常適合用于生產要承受惡劣條件部件。和此同時，PEEK具有優良電不導電特性，并且能夠通過添加碳纖維或玻璃纖維方式進一步提升其導電性或增強力學性能。
因為PEEK優秀生物相容性，它也被大量用途于骨科植入物、牙科修復體醫療行業。另外，PEEK還可以通過注塑成型、擠出加工許多方式進行生產，滿足不同形狀、功能需求產品設計要求。聚醚醚酮憑借其特殊性能組合成為現代工業無法替代很大材料。
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