PEEK具有極高的耐熱性，其玻璃化轉變溫度約為143℃，長期使用溫度可達260℃，短時間暴露于更高溫度下仍能保持良好的力學性能。此外，它還表現出優異的抗蠕變能力，在高溫高壓條件下依舊能夠維持穩定的尺寸精度，這對于需要長時間工作的零部件來說至關重要。
在機械性能方面，PEEK展現出高強度與剛性的完美結合，同時兼具一定的韌性，使其成為替代金屬的理想選擇。它的耐磨耗性和低摩擦系數也使得PEEK成為制造滑動部件如軸承、齒輪等的理想材料。
由于其出色的化學惰性，PEEK對大多數酸堿鹽溶液及有機溶劑都有很強的抵抗作用，這為涉及腐蝕性環境的應用提供了保障。另外，PEEK還是少數幾種可以進行伽瑪射線滅菌而不影響性能的高分子材料之一，因此在醫療器械中得到了廣泛應用。
隨著技術進步，改性PEEK不斷涌現，例如加入碳纖維增強后的復合型PEEK不僅進一步提升了強度與剛性，還賦予了導電特性；而填充PTFE后則改善了潤滑性能。這些新型PEEK材料正逐步拓展至更多高端應用領域，比如新能源汽車電池外殼、半導體設備零部件等前沿科技方向。
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