PEEK基本結構單元是由苯環、醚鍵、酮鍵交替連接而成線型大分子鏈。其重復單元結構式可以表示為：OC6H4C(=O)C6H4OC6H4C(=O)。從這一結構可以看出，PEEK由芳香族苯環提供剛性，和此同時通過醚鍵、酮鍵結合增強了分子間相互作用力。這種特殊結構使得PEEK于高溫下依然能夠保持優良力學性能，并且含一定柔韌性。
另外，因為PEEK分子鏈中不存于極性基團，因此它表現出優良耐溶劑性、抗水解能力。另外，PEEK還擁有較低吸濕率，這意味著就算于潮濕環境中，它尺寸穩固性、機械強度也不會有顯著變化。這些特性使PEEK成為生產要一直暴露于惡劣環境下零部件理想材料。
聚醚醚酮特殊分子結構決定了它于眾多行業中不可替代位。隨著技術進步、市場需求增長，未來PEEK用途前景將更加廣闊、視野無限。
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