聚醚醚酮熱分解溫度通常于425℃至450℃之間，具體數值會受到聚合物分子量、結晶度及添加劑因素影響。當環境溫度達到這一范圍時，PEEK開始有明顯熱降解現象。于此過程中，PEEK失去側鏈上小分子物質，隨后主鏈有斷裂，生成低分子量產物如二氧化碳、一氧化碳氣體，并伴隨少量固體殘渣形成。值得注意是，于較低溫度下〔約300℃350℃〕，PEEK僅表現出輕微熱降解趨勢，這為其作為性能很好材料用途提供了保障。
因為PEEK具有如此高熱分解溫度，它被大量用途于航空航天、汽車工業、電氣還有醫療行業多個高端行業。例如，于航空發動機內部組件生產中，PEEK因其能夠于高溫高壓環境下保持穩固性能而備受青睞；于醫療植入物方面，其優良生物相容性、耐腐蝕特性使其作為很好選擇。
然而，于處理廢舊PEEK材料時要特別注意控制加熱條件以避免環境污染。通過合理設計回收工藝可以很好降低資源浪費并減少對生態環境影響。深入研究PEEK熱分解行為不僅有助于優化其生產工藝，還能促進可持續發展理念于高分子材料行業實踐和發展。
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