技术前沿：聚醚醚酮（PEEK）——让苹果和特斯拉着迷的最新特种工程塑料

PEEK树脂合成领域技术壁垒较高。

①PEEK作为性能优异的特种工程塑料，国际厂商对其技术、配方、设备等相关知识产权和技术秘密的保护和封锁十分严格，国内厂商完全需要自主研发。

②PEEK这类高分子材料的大规模工业化生产需要长周期、大量资金的投入，用于探索掌握PEEK从实验室合成到最终产业化的全流程生产能力，包括合成和提纯理论、制备技术、生产工艺、设备设计等。

③在偏重技术的精细化工领域，反应过程涉及大量参数优化和合成操作工艺与技术诀窍（know-how），需要持续投入、长期积累才能获得。

④由于PEEK下游应用范围广，市场需求更新迭代较快，企业需要不断进行研发及技术创新，以满足下游市场需求的变化。凭借技术积累、研发投入及开拓下游市场过程中积累的经验，使得后来者难以在短时间内与深耕行业的龙头企业抗衡。

PEEK的下游应用领域涵盖汽车、新能源、消费电子、半导体、医疗器械等行业，所需知识横跨高分子化学、有机化学、分析化学、化学工程、流变学、摩擦学、力学、结晶学、电学、光学、热力学等诸多专业，对复合型人才要求很高。

由于较高的技术壁垒，长期以来真正掌握PEEK高性能聚合物大规模工业稳产技术的企业很少，英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创等三家公司几乎占据了全球绝大部分的市场份额，国内主要产能集中在中研股份和浙江鹏孚隆等少数企业。

特种工程塑料简介

特种工程塑料是指综合性能优异的结构型聚合物材料，PEEK是一种新型的半晶态芳香族热塑性工程塑料，具有耐热等级高、耐辐射、耐腐蚀、尺寸稳定性好、电性能优良等不可替代的优异性能，是当今最热门的高性能工程塑料之一，产品产业链由以下环节构成：    

随着航空航天、IT制造、生物医学、能源工业的发展及各大生产商对应用研究的深入，PEEK作为一种新型的特种工程塑料，其应用领域从单一的军工领域扩展到电子信息、交通运输、航空航天、能源工业、医疗健康、3D打印等领域。

据公开信息，2012年PEEK消费量达到3,590吨，2019年全球消费量5,835吨，年均增长率7.19%，预计2019-2022年全球PEEK总需求量将以年均9.0%的增长率逐步增加，到2022年，PEEK材料的全球市场需求预计可达到7,560吨。

市场容量方面，根据市场研究及咨询机构EmergenResearch的数据，全球PEEK市场容量在2019年为7.21亿美元，预计到2027年将增长至12.26亿美元，年均复合增长率为6.8%。

全球PEEK消费区域主要集中在欧洲、美洲和亚太地区，其中欧洲是PEEK的最大市场，其相关产业发展相对成熟。随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移，亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲，尤其是中国PEEK市场增长迅猛。2012-2020年，中国PEEK产品需求量不断增加，从2012年的80吨增长至2021年的1,980吨，年均复合增长率达到42.84%，中国PEEK市场增速数倍于全球市场平均增速。    

PEEK下游市场的快速发展，一方面得益于各国对PEEK产品研究与开发的不断深入，其应用领域也从早期的军工领域，扩散到航空航天、汽车零部件、IT制造、医疗等民用领域；另一方面，随着发展中国家对PEEK的需求不断增加，未来几年中国、印度、东南亚等新兴市场有望成为推动全球PEEK需求增长的主要驱动力。

例如，由于PEEK优良的性能，在我国被视为战略性国防军工材料，一直列入“七五-十五”国家重点科技攻关项目和“863计划”。在工业和信息化部关于2017年9月、2019年12月、2021年12月发布的《重点新材料首批次应用示范指导名录（2017年版）》、《重点新材料首批次应用示范指导名录（2019年版）》《重点新材料首批次应用示范指导名录（2021年版）》中，将PEEK作为先进化工材料中的工程塑料列出，并提倡PEEK在航空航天、环保及新能源汽车等领域的使用。

我国的《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》也明确阐述：着眼于抢占未来产业发展先机，培育先导性和支柱性产业，推动战略性新兴产业融合化、集群化、生态化发展，战略性新兴产业增加值占GDP比重超过17%。在国家主要法律法规政策的鼓励、推动下，预计PEEK产业未来将有较大的市场增长空间。

国家产业政策的扶持及国内企业的发展都将为国内PEEK产业提供巨大的行业机遇。随着中研股份、吉大特塑及鹏孚隆等国内PEEK生产厂商的技术水平提高及生产成本下降，PEEK在国内的应用领域将进一步拓展。根据沙利文咨询的预测，中国PEEK产品需求量在2022年至2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长，预计2027年将达到5,078.98吨的规模。

PEEK简介    

聚醚醚酮PEEK属于特种工程塑料的一种。特种工程塑料是20世纪60年代后期发展起来的一类高分子新材料。从1960年聚酰亚胺的最初问世到1978年PEEK问世的近20年间，欧美各大公司先后投入了大量人力、财力对特种工程塑料进行研发，虽然论文发表的品种不下几十个，但最终真正有应用价值并实现产业化的不足10个。这些特种工程塑料在性能、商业价值上都处于工程塑料的顶端。

PEEK由英国帝国化学公司（ICI）于1978年最早开发出来，自问世后很长一段时间作为一种重要的战略国防军工材料被巴黎统筹委员会（COCOM组织）列为战略物资并实施严格的封锁和禁运。为了满足我国国防和民用科技发展的急需，我国将PEEK的研发连续列入“七五”、“八五”、“九五”、“十五”国家重点科技攻关计划和“863”计划，开启了PEEK的自主研发之路。

PEEK具有机械特性好、耐热等级高、耐腐蚀等特点，具体如下：    

除上述物理特性外，PEEK还具有易于注塑成型、挤出成型和切削加工等优异的加工特性。

PEEK与主要工程塑料、特种工程塑料性能对比情况如下：

从PEEK与主要工程塑料、特种工程塑料的对比情况可以看出，PEEK性能全面，在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时，也兼具韧性，展现了全面的机械性能，此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优异。因此，PEEK是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。

PEEK与通用金属材料指标对比情况

PEEK作为一种高分子新材料，其主要用于替代金属材料，在“以塑代钢”、“轻量化”的大背景下，PEEK以其优异的性能在中高端领域逐步替换金属材料的使用。其与通用金属钢、铝合金性能指标对比情况如下：    

从上表中可以看出，PEEK性能全面优于普通金属。PEEK比强度大，在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身的自重，成为实现“轻量化”的解决方案。此外PEEK在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金属。

PEEK与医用金属材料指标对比情况

由于PEEK在密度、弹性模量方面与人体骨骼十分接近，正在快速替代部分医用金属。其与医用金属锆、钛合金性能指标对比情况如下：

从上表中可以看出，PEEK特性相对于锆、钛合金，更适合作为医用植入式材料，其密度、弹性均非常接近人体骨骼水平，且不易导热，增加了植入后的舒适性，并且PEEK作为非金属材料，可被X射线穿透和实现CT扫描，方便患者进行医疗检查。

PEEK应用情况简介

PEEK优异的综合性能使其在交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗健康等多个领域得到广泛的应用，具体情况如下：    

按照不同的表观形态及再加工方式分为纯树脂粗粉（P系列）、纯树脂细粉（PF系列）、纯树脂颗粒（G系列）、玻纤增强颗粒（GL系列）、碳纤增强颗粒（CA系列）、耐磨增强颗粒（FC系列）六大系列，适用于注塑、挤出、模压、喷涂等加工方式，可满足下游客户对PEEK的多种应用场景需要。    

原材料市场供应情况

生产过程包括：

①半成品（粗粉）生产：将氟酮、对苯二酚、碳酸钠等原材料熔融混合后加入5000L聚合釜，加热至280℃-340℃状态下进行聚合反应，聚合反应持续（8-12小时）至理想状态（PEEK聚合的分子量达到预定区间）后，通过封端技术停止聚合反应，生成PEEK粗粉和碱金属盐的混合物；混合物经冷却、粉碎、提纯、萃取、干燥等工序分离出PEEK粗粉；

②产成品生产：粗粉通过挤出、深度过滤、切粒工序生成纯树脂颗粒；粗粉通过磨粉、筛分、磁选工序生成细粉；粗粉通过与碳纤维、玻璃纤维、PFTE混合后经熔融挤出、切粒、磁选工序生成各类复合增强类产品。

PEEK粗粉及各类产成品的生产工序、流程如下：    

PEEK粗粉及各类产成品生产相关核心工艺、核心技术情况如下：

下游客户包括以下三类：

型材客户以宁波哲能、江苏君华、浙江科赛等特种工程塑料型材加工商为主，上述企业是国内位最主要的PEEK型材加工商。

PEEK型材的下游应用场景

PEEK型材主要应用场景包括两类：一是电子信息领域，由于半导体、精密电子产线配套的工装治具、载具对尺寸精度要求高（0.01mm级别），一般的注塑工艺无法满足，一般通过型材CNC加工相关部件；二是在某类PEEK零件大规模应用之前，通过型材CNC加工少量部件用于前期性能测试和工艺验证（大规模应用多通过注塑进行加工），因此型材类亦少量应用于医疗、汽车、工业机械、能源等领域。    

注塑类（非型材）终端客户公司主要通过注塑、模压等方式加工PEEK部件，典型的注塑类客户包括：新能源汽车领域（余姚亚杰）、半导体领域（上海赛瑾）、汽车轴承（嘉善双飞、长盛轴承）、工业机械领域（台州天环）。

PEEK树脂的制造原理

PEEK树脂的生产属于复杂的化学合成过程，其合成反应是在一个带有搅拌器的反应釜内进行，公司所采用的工艺路线为亲核取代，即氟酮和对苯二酚在碱金属盐存在的条件下，以二苯砜为溶剂，在280℃-340℃条件下进行缩聚反应，然后再通过丙酮和水去除残留的溶剂和盐，经过干燥工艺获得高分子量的PEEK树脂。    

PEEK纯树脂粗粉工艺流程

①在经过聚合反应生成PEEK聚合物后，将含有PEEK聚合物的混合物进行粉碎，然后开始提纯；    

②将粉碎后的物料放入含有丙酮的抽提釜中进行多次萃取，萃取后将物料放入蒸馏釜；

③向蒸馏釜中注入纯水进行蒸馏，然后将物料放入水洗釜，经多次洗涤、检测达标后，将物料转入离心机；

④经离心、干燥和磁选即可得到干燥的PEEK纯树脂粗粉。

PEEK纯树脂细粉生产工艺流程

PEEK纯树脂细粉是以粗粉为原料，经过反复的研磨和筛分，得到产品。

纯树脂颗粒生产工艺流程

PEEK纯树脂颗粒的工艺流程一般是将粗粉添加到双螺杆挤出机中进行挤出，再经过过滤装置进行深度过滤，得到产品。

复合增强类树脂颗粒生产工艺流程

根据产品性能需要，将玻纤、碳纤、聚四氟乙烯、石墨等加入到挤出机中与粗粉共同进行挤出，得到产品。

工程塑料行业发展概况

（1）工程塑料的概念

工程塑料是指能长期作为结构材料承受机械应力，并在较宽的温度范围内和较为苛刻的化学物理环境中使用的塑料材料。与通用塑料相比，工程塑料拥有更加优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等优点。按照用量、性能和使用范围划分，工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料。

特种工程塑料根据特殊用途需求而研制，与通用工程塑料相比性能更优异、更耐高温和腐蚀，能够应对各种严苛和复杂工况的要求。

自上世纪60年代聚酰亚胺（PI）问世以来，已开发成功并产业化的特种工程塑料主要品种还包括聚酰胺酰亚胺（PAI）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、液晶聚合物（LCP）和聚醚醚酮（PEEK）等。    

（2）我国工程塑料行业的发展现状

我国工程塑料产业起步较晚，但发展迅速，目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金?加工应用等相关配套能力的完整产业链，产业规模不断扩大，并且出口不断增长；企业规模持续壮大，产品品种不断增加；科技水平日益提高，部分产品技术?质量指标也已接近国外先进水平；管理水平明显提高。

当前，我国工程塑料产业发展的矛盾主要体现在：通用工程塑料缺乏自主核心技术，特种工程塑料产研脱节；国产技术装备水平相对较低，产品质量稳定性差；国内产品供应不足，专用料比例低，中低档产品偏多；产品结构不够合理，基础树脂合成企业少，改性加工型企业多；技术投入不够，产品开发与市场服务脱节，本土企业的竞争力较差。

总体来看，我国工程塑料有效生产能力仍不能满足国内市场的需要，我国现已成为全球最大的工程塑料进口国。根据统计，2018年我国工程塑料的自给率仅为62%。《石油和化学工业“十四五”发展指南》明确指出重点发展工程塑料及特种工程塑料，力争2025年自给率提升到85%。

我国特种工程塑料的自给率则更低，2018年我国特种工程塑料自给率为38%。为此，2017年4月科技部发布的《“十三五”材料领域科技创新专项规划》明确提出，要重点发展“特种工程塑料”等“先进结构材料技术”；在“十三五”期间将我国“特种工程塑料等高端产品的自给率5年内从30%提高到50%”。在特种工程塑料中，PEEK是目前进口依存度最大的材料之一。

PEEK发展历程概况    

（1）产品研发阶段（1978年-1992年）

1978年，英国帝国化学工业公司（ICI）首先研发出了PEEK，初期主要用于军工领域，其产能一直处于较小规模（仅有400吨/年左右），产品也处于研发完善阶段。

（2）垄断发展阶段（1993年-2004年）1993年，ICI公司的PEEK业务被英国威格斯收购并开始独立运营。PEEK在民用高科技领域应用逐步拓展，其市场规模快速增长。1999年英国威格斯将PEEK的生产能力增加至2,000吨/年，2003年提升至2,800吨/年。

本阶段全球仅有英国威格斯具备PEEK大规模生产能力，由于英国威格斯对PEEK进行了技术封锁，市场被其垄断。英国威格斯因在PEEK上的成就于1997年荣获英国女王创新奖（Queen'sAwardforInnovation）。

（3）垄断瓦解及全面发展阶段（2005年-至今）在我国政策大力扶持下，吉林大学率先自主研发出具有独立知识产权的实验室PEEK合成技术，打破了英国威格斯对PEEK的垄断。2005年6月，德国德固赛集团（DegussaAG）（后更名为“赢创工业集团”（EvonikIndustriesAG））通过其下属的德固赛（中国）投资有限公司与吉林大学在PEEK项目上进行合作，以合资公司进行研发生产（前述合资公司现更名为吉大赢创高性能聚合物（长春）有限公司（简称“吉大赢创”））。吉大赢创在吉林大学中试技术基础上利用德国赢创在化工领域的强大研发能力，经过5年的研发，于2010年成功开发并生产出了商业化的PEEK树脂。

2006年，比利时索尔维完成了对印度Gharda化学公司聚合物分部的收购，2008年4月，其在印度生产PEEK的第一套商业化装置投产，年产能为500吨。

中研股份于2006年成立后一直专注于PEEK行业，经过近10年的反复实验，探索和积累了大量的PEEK在大规模工业化化工合成过程中的关键理论创新、控制技术和工艺参数，在2014年成功实现了PEEK的产业化生产，目前是PEEK树脂产销量最大的中国企业。

除上述企业以外，浙江鹏孚隆、长春吉大特塑、山东浩然、山东君昊高性能聚合物有限公司也相继进入PEEK树脂生产领域。    

PEEK市场需求分析

①国际市场需求分析

PEEK自1978年问世以来，生产能力不断提升，消费量也稳步增长。2012年PEEK消费量达到3,590吨，2019年全球消费量5,835吨，年均增长率7.19%，预计2019-2022年全球PEEK总需求量将以年均9.0%的增长率逐步增加，到2022年，PEEK材料的全球市场需求预计可达到7,560吨。市场容量方面，根据市场研究及咨询机构EmergenResearch的数据，全球PEEK市场容量在2019年为7.21亿美元，预计到2027年将增长至12.26亿美元，年均复合增长率为6.8%。

全球PEEK消费区域主要集中在欧洲、美洲和亚太地区，其中欧洲是PEEK的最大市场，其相关产业发展相对成熟。PEEK的生产主要集中在英国、印度和中国，美国、日本和韩国都是PEEK的主要进口国，以上国家都是高端精密注塑零部件产业较发达的国家，而PEEK作为特种工程塑料主要应用于高端产业。

近几年由于中国经济和技术的迅猛发展，产业不断升级，中国的PEEK市场消费量逐年增加，已经成为继欧洲和美国外最大的PEEK消费市场，并且增速远超全球平均水平，PEEK的消费呈现局部高增长的情形。    

从全球消费结构来看，PEEK在交通运输领域应用最为广泛，具体如下：

PEEK于1978年被首次成功开发，并于1990年代正式商业化，是发明和商业化时间最晚的特种工程塑料之一，其正处于商业化程度不断提高，下游应用领域不断拓展、深化，加工方式不断成熟的阶段。市场对于一种新兴材料的接受需要一定的时间，对其特性、加工方式、应用方法的理解和认可需要逐步学习和接受。同时，目前由于PEEK树脂价格相对较高，其应用主要在高端领域。因此，参考其他工程塑料的发展历程，随着市场对PEEK特性理解的不断加深，以及PEEK树脂产量不断提升，价格逐步下降，其消费量也将逐步增加。

②国内市场需求分析    

随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移，亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲，尤其是中国PEEK市场增长迅猛。2012-2020年，中国PEEK产品需求量不断增加，从2012年的80吨增长至2021年的1,980吨，年均复合增长率达到42.84%，中国PEEK市场增速数倍于全球市场平均增速。

PEEK市场供给分析

①全球市场供给分析

目前，全球PEEK生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。英国威格斯是全球最大的PEEK生产商，产能达到7,150吨/年，约占全球总产能的60%。比利时索尔维现有PEEK产能2,500吨/年，其生产基地主要集中在印度，产品主要出口欧洲和日本。德国赢创（其主要PEEK生产主体位于中国）是仅次于英国威格斯和比利时索尔维的第三大PEEK生产商，其PEEK产能已达到1,800吨/年，目前产品主要出口欧洲。

②国内市场供给分析

中国PEEK市场不仅增速较高，国产PEEK产品也逐步被市场认可。一方面国产PEEK产品质量不断提升，逐步缩小了与国外产品的差距。2016年以前国产PEEK纯树脂在质量上与英国威格斯等国外公司差距较大，尚未达到尖端领域的使用要求。例如，国内电路板工装夹具所需的PEEK供应几乎由国外公司垄断，因为电路板工装夹具对于PEEK纯树脂质量要求极高，PEEK树脂在保证力学和其他性能的同时，必须保证纯度高，产品批次稳定，尤其对产品金属含量要求极为严格，PEEK树脂内金属等杂质过高会导致使用过程中产生静电击穿电路板、晶圆。因此，国产PEEK在电子信息领域所占比例很低。2016年开始，以中研股份为代表的国内企业打破了国外公司在这一应用领域的垄断，从此，我国自主生产的PEEK产品在国内电子信息领域的应用逐步扩大。    

另一方面，国产PEEK在价格上具有很强的竞争力。在国际市场上，PEEK售价一般为800-1,000元/公斤，虽然综合性能优异，但相对一般工程塑料而言过高的价格限制了其应用范围。与国外同类产品相比，以中研股份为代表的国内企业在原料和设备方面立足于国内的同时不断提高产能，取得了成本优势，使国产PEEK的市场售价显著低于国际市场价格。

目前我国PEEK产能主要集中在中研股份、浙江鹏孚隆等公司。其中，中研股份的产能达1,000吨/年，是国内最大的PEEK生产企业之一。2021年公司PEEK年销量约为622.74吨，全球市场占有率约为8.07%，产销规模均处于国内首位。

国内PEEK市场现有及潜在产能规模情况    

国内PEEK厂商包括中研股份、长春吉大特塑、浙江鹏孚隆、山东浩然特塑、山东君昊高性能聚合物有限公司以及盘锦伟英兴高性能材料有限公司。国内PEEK市场现有及潜在产能规模统计情况如下：

2021年，中国整体PEEK材料消费量为1,980吨，国内厂商实际产量约1,154.46吨，不能完全满足国内下游领域客户对PEEK材料消费需求，国内部分需求通过进口满足。目前，国内厂商在建产能包括浙江鹏孚隆、山东君昊高性能聚合物有限公司、盘锦伟英兴高性能材料、吉林省聚科高新材料有限公司、沃特股份等，合计在建产能为6,460吨，预计在2023年至2027年期间正式投产运行。

通常PEEK材料工厂产能从项目前期准备到项目正式投产运行的周期约在2-3年。同时，考虑到PEEK材料厂商成为下游企业客户的供应商涉及多个核心阶段，通常耗时在1-2年左右。因此PEEK材料厂商需要提前储备产能以满足下游客户高速增长的消费需求。

考虑到厂商的产能前期规划与实际投产产能存在差异，预计在2022年至2027年期间国内可实现有效新增产能大约在3,000吨左右。因此，预计2027年国内实际PEEK产能约为5,394吨/年。PEEK树脂的合成工艺难度较大，在PEEK树脂研发成功后的近50年中，全球范围内也仅有英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份4家产能达到千吨级的企业。    

由于形成高质量、批次稳定的PEEK树脂生产能力对技术、研发投入、工艺细节积累要求较高，因此在实现了有效新增产能后，PEEK材料厂商要实现有效的新增产量仍需较长的时间。

以中研股份产量爬坡周期参考，产量从约100吨/年爬升至2021年的549.98吨/年（产能利用率55.00%）大约经历了7年时间。因此以55%的行业产能利用率来估算，2027年国内有效PEEK产量约为2,967吨，而2027年国内PEEK需求量约为5,078.98吨，国内新增产能依然无法满足国内PEEK市场的需求。

(4）国内PEEK市场现有及潜在市场规模统计

2012-2021年中国PEEK产品需求量不断增加，从2012年的80吨增长至2021年的1,980吨，年均复合增长率达到42.84%。2022年中国PEEK增速继续维持高位，英国威格斯2022财年在中国市场实现销售收入增长约24.77%。根据沙利文咨询的预测，中国PEEK产品需求量在2022年至2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长，预计2027年将达到5,078.98吨的规模。2022-2027年PEEK行业消费量及产能的预测情况如下：

从上表可以看出，在统计目前PEEK现有产能及未来新增产能的情况下，在2027年中国PEEK产量依然无法满足PEEK的消费量，国内PEEK需求仍需大量通过进口满足。

（5）PEEK行业不存在产能过剩情况

近几年，PEEK行业市场需求量呈增长趋势，行业景气度较高。因此PEEK行业内企业为满足多年内产能需求，提前投入资金额扩大产能。并且规模化扩产具有更好的经济效益，因为投资规模与产能不呈线性关系，规模化扩产与少量扩产投资规模差异不大；同时由于化工项目扩建项目手续繁多，亦使得PEEK厂商在扩产时选择―一步到位‖，从而导致新增产能较为集中。    

PEEK行业历史期间基本保持供需均衡状态，PEEK厂商一般采取―以销定产‖生产模式，努力实现满产满销，降低库存压力。同时，化工行业惯例为当市场库存压力较大时，生产厂商通过停产检修、减产等方式让市场回归平衡，维持市场盈利水平。PEEK厂商因扩产而导致市场无序竞争的可能性较低。

此外，计划投产亦存在不确定性，PEEK生产工艺复杂，大批量生产装置，从规划建设到实际投产再到满负荷生产，不确定因素较多，受到行政监管、技术工艺、客户接受度、融资安排等因素影响，因此行业内的计划投产产能能否顺利投产、投产后能否出满足品质要求的产品以及下游客户的应用开发进度均具有不确定性。

综上，虽然国内现有及潜在PEEK产能、产量增长迅速，到2027年实际产能约为5,394吨/年，预计产量约为2,967吨/年，但同时国内PEEK市场容量同样快速增长，到2027年约为5,078.98吨/年。PEEK新增产能与市场容量的增长相匹配，国内PEEK行业不存在产能过剩情况。

PEEK上游发展概况

PEEK属于合成树脂制造行业，上游是化学原料和化学纤维制造行业，下游应用于交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗健康等行业，PEEK产业链如下图所示：    

PEEK上游原材料主要包括氟酮、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠等。其中氟酮是合成PEEK最关键的原材料，其纯度、品质将直接影响PEEK的产品质量。按照一般化学反应原理及行业生产经验计算，每生产1吨PEEK需要消耗约0.7-0.8吨氟酮单体。新瀚新材（301076）和营口兴福是国内氟酮的主要生产企业。

新瀚新材成立于2008年，是目前国内氟酮的主要供应商，其氟酮的主要客户包括英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份等PEEK生产商。截至2020年，新瀚新材拥有4,200吨/年芳香酮产能。在此基础上，新瀚新材通过IPO募集资金新增芳香酮产能8,000吨/年（其中特种工程塑料核心原料（主要为氟酮）3,400吨/年），以满足日益增长的市场需求。    

营口兴福成立于2014年，注册资本20,000万元人民币，是一家专门从事生产、销售芳香烃氟类产品的民营企业，主要产品包括氟酮、4,4’-二氟二苯基甲烷、对氟苯甲酰氯、对氟苯甲醛等芳香烃氟化学产品，该公司氟酮设计年产能为2,000吨/年。

除上述两家企业外，浙江中欣氟材股份有限公司（002915）在2021年定增的主要募投项目为年产5,000吨氟酮及其上游原材料项目，该项目预计在2023年第二季度逐步投产。

PEEK下游发展概况

PEEK凭借其优异的性能，在诸多行业有了广泛的应用，以满足严苛生产条件的需要，提高零部件的使用寿命。

（1）PEEK在汽车行业的应用情况

PEEK在汽车行业应用的增长主要源自于汽车行业对零部件的轻量化需求。随着全球对碳排放要求的日益提高，我国提出了力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的路线图，并将碳达峰、碳中和目标要求全面融入经济社会发展中长期规划。而汽车轻量化将成为实现碳达峰和碳中和目标的重要手段。根据《汽车产业中长期发展规划》要求，到2020年，新车平均燃料消耗量乘用车降到5.0升/百公里。

不仅传统燃油汽车追求汽车轻量化，新能源汽车对轻量化的需求更为强烈。一方面，根据《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》等国家政策要求，纯电动乘用车新车平均电耗到2025年将降至12.0千瓦时/百公里，车厂需要通过减重降低平均电耗。另一方面，因为车重对新能源汽车续航里程影响极大，在电池性能增长有限的情况下，减少车重能有效提升新能源汽车的续航里程。    

随着汽车产业轻量化及节能减排需求不断加大，PEEK良好的耐摩擦性能和力学性能使其能在关键零部件方面对金属进行替换，成为实现汽车轻量化的重要材料。PEEK可用于制造发动机内罩、轴承、制动和空调系统中的ABS阀、垫片、离合器齿环等各种零部件，也可用于制造涡轮压缩机、泵、阀、电线电缆、电动座椅齿轮、标准件等。在汽车行业，中研股份将重点针对新能源汽车领域进行战略布局。PEEK已经在传统燃油车中得了广泛的应用，并且在新能源汽车中的应用将更为广泛。我国一直将新能源汽车产业作为战略性新兴产业进行重点扶持，加快推出适用于新能源汽车领域的新产品，如应用于新能源汽车电机中的漆包线材料、锂电池密封件等，扩大PEEK树脂在新能源汽车产业中的应用。

（2）PEEK在电子信息行业的应用情况

智能手机、平板电脑等电子消费品的出现加速推动电子元器件朝集成化、小型化方向发展，但制造电子元器件的现有材料性能越来越难以满足相关发展需求。PEEK则为相关材料的选用提供了理想方案，凭借其优秀的化学、物理性能以及优异的加工性能，PEEK可用于制造铝电容器外壳，从而实现电子元器件的无铅化焊接。

此外，PEEK在电子信息领域还可用于制造薄膜天线、背压调节器膜衬、薄膜开关面板和感应器、手机麦克风隔片等电子元件。同时，由于具有优异的音效和耐久性，PEEK薄膜广泛应用于制造高性能音响和智能手机的扬声器膜片。随着我国电子信息产业的持续增长以及PEEK产品应用领域的扩展，电子信息产业对PEEK的需求将持续增长。    

PEEK不仅在电子产品中被广泛使用，在电子信息产业生产制造环节也发挥了巨大的作用，解决了很多技术难题。例如在半导体产业中，使用PEEK制成的CMP保持环因具备更强的耐磨性、耐化学性，使用寿命较其他材料可延长一倍，从而减少因更换CMP保持环导致的产线停产。

PEEK作为最理想的CMP保持环材料，在半导体生产的化学机械抛光工艺环节被广泛应用。同时PEEK能够耐受高达260℃的高温和各类化学品的腐蚀，从而减少晶圆冷却时间，提高生产效率。

而PEEK颗粒产生率低、纯度高，使得晶圆脱气量和可萃取物减少，降低静电击穿晶圆的概率，也能显著提升晶圆良品率。因此，采用PEEK及其复合增强树脂加工的晶片夹、自润滑耐磨轴套、滚轮、CMP保持环等高性能塑料零件，能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS和其他工程塑料等传统材料的替代。

根据国家工信部的统计数据，2021年我国集成电路出货量实现大幅增长，出货量达3,594亿块，同比增长33.31%；2013-2021年集成电路出货量复合增长率达到18.62%。随着近年来全球范围内的芯片短缺以及我国对半导体领域发展的高度重视，我国集成电路领域的设备投资也将保持较高速度的增长，从而带动对PEEK材料需求的增长。    

在电子信息领域，中研股份将重点针对半导体产品进行战略布局。一方面英国威格斯的PEEK产品已经应用于半导体的光刻、蚀刻、化学机械抛光（CMP）等产业链各个关键环节，表明PEEK材料在半导体领域具有广阔的应用前景；另一方面我国也在进一步鼓励半导体产业的发展，计划打破外国垄断。因此中研股份将抓住半导体领域国产替代的机遇，积极拓展半导体领域零部件加工客户，加速推进公司产品在该领域的应用。此外，中研股份还将在PEEK树脂制膜领域与下游厂家合作，争取早日在手机振膜领域实现国产替代。

（3）PEEK在高端制造及能源行业的应用情况

在工业、能源、高端制造行业，因耐腐蚀、机械性能好，PEEK作为绝缘材料被广泛应用于密封件、轴承、挠性印刷线路板、载波带、环形带等关键零部件。

以轴承为例，PEEK自润滑效果好，相对于金属轴承，无需添加润滑油。这一优势使得PEEK轴承在涉及化学反应的生产线中应用前景广阔，因为其从根本上避免了轴承长期使用过程中出现润滑油滴落、金属磨损后剥落至反应液中的情况。    

在石油化工领域，PEEK制成的密封环、密封圈逐步替代聚四氟乙烯（PTFE）。聚四氟乙烯是石油天然气管道传统密封环、密封圈的材料，由于聚四氟乙烯本身性能达不到要求，必须通过复合增强；但经过复合增强后，其稳定性又难以满足高温高压的环境，磨损快、易冷流、易断裂等问题突出。而PEEK密封环克服了以上现象，同时还具有和聚四氟乙烯相当的耐腐蚀性，可以在酸碱及腐蚀环境下使用。因此近几年随着国内PEEK产量的增加，在石油化工行业逐步使用PEEK替代聚四氟乙烯作为密封圈的材料。

制造业始终是我国经济的基础，保持制造业比重基本稳定，增强制造业竞争优势，推动制造业高质量发展是“十四五”规划的既定战略。随着我国制造业的提质增效，以及PEEK在制造业中应用不断推广，其在工业制造业领域的使用量将不断提高。

在高端制造和能源行业，公司将重点针对新能源领域进行战略布局。目前公司产品（如用于制造密封环、密封圈等）已经广泛应用于传统石化能源领域，而未来风电、光伏、核能等清洁能源的快速发展已经成为全球的共识。公司将推动PEEK树脂在以上行业的应用，加快将公司树脂应用于如风力发电用轴承、光伏生产用吸盘、太阳能电池载具、核电站用耐辐射绕组线圈等产品中。    

（4）PEEK在医疗健康行业的应用情况

PEEK相对于金属材料与人体骨骼的刚性更为接近，且PEEK为非金属材料，术后CT和核磁检查无伪影，不影响后续医学影像诊断。PEEK具有易加工的特性，如在颅骨修复方面，PEEK经过个性化设计和加工后能够与患者颅骨达到极高的吻合度，达到美观效果的同时消除患者心理负担，提升了患者术后康复水平和生活质量。目前PEEK产品已有包括人造脊柱植入物?人造关节?骨修复制品等在内的成功应用案例。

根据国内最大的PEEK颅骨修复公司康拓医疗（688314）招股说明书的披露内容，截至2018年，我国钛材料产品占据颅骨修补领域约93%的市场份额，PEEK材料产品渗透率目前较低。

然而，由于PEEK材料产品的性能全面高于钛材料产品，即使在PEEK产品的出厂价和终端售价高于钛材料产品近10倍的背景下，近年来PEEK修补产品市场规模依然快速增长，2017年至2019年市场规模复合增长率超过80%，渗透率快速提升。2020年，康拓医疗的PEEK产品销售占比已经超过钛材料产品，体现了PEEK在医疗领域对钛材料的快速替代。    

此外，PEEK可在134℃下经受3000次循环高压灭菌，这一特性能满足灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备的制造，加上它的抗蠕变和耐水解性，可制造需高温蒸汽消毒的各种医疗器械。

PEEK产品凭借其出色的性能在医疗健康领域得到了广泛的认可，随着我国老龄化程度的加深、老年群体的增加提升了对骨科医疗耗材的需求，同时人均收入的不断提高，也将加速PEEK产品对钛材料产品的替代，以上因素共同为以PEEK为原料制造的植入和非植入医疗产品提供了广阔的增长空间。

（5）PEEK在航空运输行业的应用情况

航空业是世界上第一个由各国政府协定实施全球碳中和增长措施的行业，2019年其总碳排放量已经占到全球交通运输行业碳排放量的10%，占全球碳排放总量约2%，旅客人均碳排放202千克。根据BNPParibasBank的调研，航空运输业的碳排放主要来源于飞机航空燃油燃烧，约占总排放量的79%，由此可见，解决航空运输业碳排放的最主要切入点在于如何减少航空燃油相关的碳排放，因此材料的轻量化在航空航天领域至关重要。为减少航空燃油消耗，减少碳排放，航空业大量使用复合材料及特种工程塑料对金属材料进行替代，进入21世纪，碳纤维的普及和复合材料技术的突破带来了复合材料应用的高速增长。在航空领域，飞机复合材料用量出现了快速增长的趋势，B787飞机上的复合材料用量达到50%，A350飞机复合材料用量达到52%。而PEEK是其中重要的组成部分，并且PEEK复合增强材料在飞机中的主要应用场景为承力结构件，其重要性高于一般应用于非承力结构件的复合材料。    

目前，PEEK已获得空客公司?波音公司和欧盟航空标准化委员会（ECSS）的材料认证。新波音777装备了PEEK轮毂罩，空客A350机身结构中的夹板、托架、钩板等零部件也采用PEEK材料。PEEK也已应用于中国商用飞机有限公司的C919型干线客机，目前主要用于高压电缆导管以替代金属导管。此外，PEEK还应用于F22主起落架舱门，直升机旋翼桨毂中央件等关键部位。

航空市场方面，根据空中客车公司（Airbus）的统计，2020年全球共有商用飞机22,950架，预计到2040年全球商用飞机总数将增长至46,720架。全球航空市场需求的增长不仅在未来20年内带来23,770架的新增需求，而且现有飞机中仅13%为新一代飞机，考虑到航空业为实现碳达峰及碳中和的要求，预计将有15,250架客机，即现有运营的飞机中66%将被替换升级。因此，2021-2040年预计新交付商用飞机达到39,020架，是现有商用飞机数量的1.7倍，并且新交付的飞机将更多使用PEEK等新材料进行减重。全球客机的新增、替换需求以及PEEK在航空领域应用的拓展，将导致PEEK需求快速增长。    

根据国家“十四五”相关规划，我国将重点推动C919大型客机示范运营和ARJ21支线客机系列化发展。目前，C919大型客机所使用的PEEK碳纤维复合材料均为进口产品，随着国产大飞机的发展和零部件国产化进程的加快，国产大飞机PEEK复合增强材料也将逐步国产化，为国内PEEK厂商带来更多机遇。

PEEK在现有主要领域的典型应用情况

PEEK材料性能全面、优异，目前在汽车、电子信息、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况中均有应用，典型应用如下：

PEEK在主要应用领域替代其他材料的技术合理性

PEEK在汽车、电子信息、工业及能源、医疗、航空航天等主要应用领域的关键部件、特殊工况中具有明显的性能优势，其在主要应用领域替代其他材料的技术合理性如下：

①PEEK可满足部分产品对材料多种性能的需求，逐步替代其他单一性能材料，例如汽车主动力轴承需要材料具有刚性、耐磨、自润滑等性能，同时满足耐磨和自润滑性能的特种工程塑料只有PEEK和POM；而PEEK的刚性远高于POM，因此PEEK逐步替代POM用于汽车主动力轴承。

②PEEK在特殊工况中凭借性能优势逐步替代其他材料，例如半导体烘干环节使用的晶圆载具需要在180℃的烘干温度下保持尺寸稳定性，而PEEK可耐250℃的高温，跟PPS相比更适合相应的工作环境。

③新的应用场景需求对材料的要求提高，PEEK凭借性能优势成为理想材料，例如PEEK是少数满足新型800V高压下电机工作情况的高分子材料。    

PEEK在各主要应用领域的典型应用中替代其他材料的技术合理性具体如下：

PEEK性能全面、优异，通过下游客户的不断测试、验证，PEEK材料被认定为在汽车、电子信息、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况应用场景中具有明显的性能优势，PEEK在主要应用领域替代其他材料具有技术合理性。

PEEK在主要应用领域替代其他材料的商业合理性如下：

①在主要应用领域，使用PEEK材料符合国家战略、行业和经济社会发展趋势

A.在高温电池产品、集成电路、商用大飞机等国际垄断领域，我国将持续加大投入，力图打破国际垄断，实现自主可控。PEEK作为性能最好的特种工程塑料之一，将在上述领域的研发和量产过程中起到重要的作用。

B.随着国内制造业不断转型升级，高端化、自动化、轻量化的发展方向将推动PEEK在相关领域应用不断拓展。新能源汽车的加速普及和汽车轻量化的不断深入，国产制造业不断向高端化迈进（研发最前沿的800V电机、普及5G网络、高端电子产品越来越多使用阳极氧化等工艺），生产过程自动化水平不断提升（对工装夹具的数量和精度要求越来越高、智能汽车采用消费电子产品的生产工艺），都将推动PEEK用量的增加。    

C.随着我国经济发展和人民生活水平不断提高，消费、医疗等领域的巨大需求将推动PEEK在相关领域应用不断拓展。消费者对高端手机的需求将推动PEEK对合金、PE、PI等材料在手机天线领域的替代；PEEK制成的人工骨骼也将不断替代钛合金材料。

②从成本收益角度看，PEEK在目前的主要应用领域替代其他材料具有合理性

A.对于重要设备的关键零部件来说（例如汽车主动力轴承、能源密封件等），使用PEEK材料可以帮助设备更好的实现功能，使设备稳定运转的收益大于成本提高带来的影响。

B.在800V新能源漆包线、高端手机天线、先进制程的工装夹具、半导体设备、人造骨骼等应用领域，由于PEEK是少数性能能满足上述高端产品性能的材料，因此成本对是否使用PEEK材料影响较小。

C.在风力发电、航空航天等领域，PEEK虽然价格高于其他材料，但是由于可以有效延长零部件寿命、降低能耗和维护成本，因此在全生命周期的成本核算下PEEK综合优势逐步体现。

PEEK在各主要应用领域的典型应用中替代其他材料的商业合理性如下：    

PEEK产品在主要应用领域进一步拓展存在的劣势和壁垒

（1）新材料发展的行业特点

以PEEK为代表的新型高分子材料，一般具备以下行业特点：

①材料自身性能表现决定了其长期市场空间材料自身的性能决定了其长期的市场空间。例如：PTFE具有耐高温、耐腐蚀等性能特点，使其在炊具、密封领域应用广泛，市场空间较大；PI优秀的电绝缘性能使其在PCB线路板等领域广泛应用，市场空间较大。

②应用方式和应用场景的开发是市场空间增长的重要推动力材料的发明一般领先于产品的应用，一代材料推动一代产品。PTFE最早应用于军工，随着其应用场景不断拓展，在炊具等领域形成广泛应用，推动其市场规模的持续增加。PI亦是如此，1950年代PI被发明后，随着1990年代PI薄膜在电子信息领域应用开发，带动了其市场空间大幅增加。随着材料应用场景、应用方式不断开发，优秀的材料市场空间呈逐步增加态势。

③材料价格亦是影响市场空间的重要因素参考其他特种工程塑料的发展历程，从长期来看，随着材料价格不断降低，材料的性价比将逐步提升，市场空间将逐步增加。

（2）PEEK产品在主要应用领域进一步拓展存在的劣势和壁垒

目前阶段，PEEK产品在主要应用领域进一步拓展存在的劣势和壁垒主要包括自身性能特点、售价较高、材料验证周期长；同时随着产业和技术的发展，PEEK产业链在逐步克服上述劣势和壁垒，具体分析如下：    

①PEEK的性能特点导致其应用场景和应用方式受限PEEK具有优异的刚性以及耐高温、耐腐蚀等特点，上述性能特点亦导致其应用方式和应用场景受限，具体情形包括：

A.PEEK黏度高、加工温度高，导致其加工CF/PEEK和复合改性时难度较大

PEEK是一种全芳香族半结晶性的热塑性工程塑料，其大分子链上含有刚性的苯环、柔顺的醚键及提高分子间作用力的羰基，结构单元没有可取代的侧基，结构过于规整，导致其黏度较大，在制造CF/PEEK时增加了使用碳纤维浸润PEEK的难度。同时由于PEEK熔点较高（343℃）致使加工温度高，PEEK在复合改性中需要双螺杆挤出设备有更高的使用温度（达到450℃）；并且在400℃的加工温度下，大多数的改性助剂、有机颜料都会剧烈挥发或分解。PEEK的复合改性无法使用加工助剂导致对其个别性能改善受限，只能通过加工设备升级或者工艺改进来提升复合改性质量。

B.PEEK的高结晶速率限制了其在3D打印和原位成型预浸料方面的应用

PEEK具有结晶度高，结晶速度快的特点。在采用3D打印、原位成型预浸料这类增材加工工艺时，如果结晶速度过快，熔融树脂打印在已结晶的树脂上，表面分子难以相互扩散形成良好熔合，并且结晶时树脂体积会收缩，容易产生内部应力。熔融树脂接触到底层树脂时骤冷，会导致层间界面树脂结晶度与主体树脂结晶度有差异，严重时会导致机械性能明显变差。

PEEK的高结晶速率限制了其在3D打印和原位成型预浸料方面的应用。

C.PEEK具有化学惰性，在航空航天等领域应用时需要进行表面处理

PEEK具有化学惰性（很难与其他物质反应），会限制其在一些需要高反应活性场合的应用。例如在航空航天领域，虽然PEEK是航空领域的理想材料，但其表面的高分子链结构会导致其表面能低，难以粘结或涂覆，需要对其进行表面处理才能达到既定效果。    

D.PEEK的耐腐蚀性导致其难以采用类似PI溶剂成膜方式获得薄膜材料

PEEK具有耐腐蚀的特性，不溶于常规的有机溶剂，所以很难采用类似于PI材料的溶剂成膜方式获得薄膜材料。这也导致PEEK在制膜工艺未取得重大突破前难以在电子信息领域替代PI材料。

②较高的价格导致PEEK在价格敏感的应用领域存在劣势

目前，PEEK主要应用于对材料价格并不敏感或零部件全生命周期的使用成本更具经济性的相关领域。由于PEEK材料价格高于一般的工程塑料和特种工程塑料，导致其在价格较为敏感的应用领域存在一定劣势。

PEEK与其他特种工程塑料的价格对比如下：

造成PEEK售价较高的原因包括：

A.核心原材料氟酮价格较高导致PEEK成本较高：由于氟酮属于小众的化学产品，其生产所需的原材料成本较高，且生产工艺中环保成本较高。因此，PEEK的核心原材料氟酮成本较高，导致PEEK产品成本较高。

B.PEEK为高温高粘下的聚合反应，生产环节的折旧、能源消耗等制造成本亦较高。

C.行业龙头英国威格斯产品定价较高：英国威格斯的经营策略为原创性开发终端需求，开发成功后通过高毛利弥补其前期开发成本，英国威格斯定价的示范效应一定程度上影响整个PEEK市场价格。

D.PEEK作为基础通用材料，终端应用的验证周期较长，短期内大幅降价难以快速提升PEEK终端市场的需求。    

目前PEEK在对材料价格敏感的领域应用较少，较高的价格一定程度上限制了PEEK的应用空间。

③验证周期长对PEEK应用推广的速度产生影响

目前PEEK主要作为功能件、结构件（非装饰件）应用于工作环境恶劣、性能要求苛刻的产品领域。相关领域对产品质量的可靠性、稳定性、耐用性要求较为苛刻，在应用开发过程中一般需要多个环节的测试，包括对PEEK材料测试、零部件产品以及终端产品的验证和测试，导致PEEK终端应用一般需要较长的验证周期，对PEEK下游应用推广产生影响。

以PEEK应用于800V高压电机用的漆包线方案为例，英国威格斯2016年开始与佳腾电业、舍弗勒等企业合作进行应用开发，于2022年推出相关产品，历时7年。比利时索尔维2011年对新能源电机用PEEK漆包线方案进行立项，于2022年推出相关产品（与日本古河（线缆商）、本田合作开发），从项目立项到推出相关产品用时11年。

在国内市场，PEEK的材料验证周期也较长。以中研股份通过某新能源汽车零部件供应商的开发为例，中研股份于2014年与某新能源汽车零部件供应商接触，对PEEK开展初步评估和测试；2015年与其合作开发了特定牌号的PEEK产品A，主要用于商务制冷领域（2018年开始供货）；2016年该客户开始测试中研股份另一型号的产品B，用于汽车热管理系统，2019年完成了对材料、零部件和终端整车方面的测试和验证并开始供货。截至目前，中研股份已有三个牌号PEEK产品进入其原材料名录，在其集团内各产业板块（包括汽车、商用制冷）进行共享和应用开发。中研股份通过余姚亚杰、苏州星诺奇实现对某新能源汽车零部件供应商的持续供货（应用于某新能源整车厂）。中研股份对该客户的开发过程持续4-5年。

综上，PEEK的性能特点、售价较高、材料验证周期长等因素是PEEK产品在主要应用领域进一步拓展的劣势和壁垒。

（3）PEEK产业链逐步克服上述劣势和壁垒的趋势分析    

随着PEEK产业的发展，PEEK厂商与上下游配套企业正通过技术创新、纵向一体化、上下游联合开发等措施逐步克服PEEK应用拓展过程中的劣势和壁垒，具体情况如下：

①通过技术创新，克服PEEK加工应用方面的技术难点

随着复合材料应用技术的发展，PEEK在加工和应用过程中的一些壁垒在不断被克服。以CF/PEEK为例，制作CF/PEEK需要解决碳纤维高度碳化表面与PEEK树脂浸润性较差的技术问题，目前国内PEEK用碳纤维耐高温上浆剂的制备已经取得了一定的成果，正在逐步克服上述技术难点。

②通过自建原材料工厂、产能转移等措施降低

PEEK成本新材料企业通过工艺创新、纵向一体化以降低产品成本符合行业发展的一般规律。PEEK行业亦是如此，以行业龙头英国威格斯为例，其具备自产氟酮能力，同时近期在中国建立生产基地（盘锦伟英兴）以进一步降低其PEEK产品成本。从长期看，PEEK厂商通过工艺创新、纵向一体化等措施，持续降低PEEK产品成本具有可行性。

③与下游客户联合开发、深度融合，扩大PEEK的应用范围

PEEK厂商与下游客户进行联合开发，有利于加快PEEK的终端验证流程，缩短验证周期，并持续扩大应用范围。目前，英国威格斯已与空客、奥迪、舍弗勒、日本东丽等航空航天、汽车、碳纤维复合材料领域的领先企业进行深度融合，在终端应用方面进行联合开发；中研股份亦在与汽车、医疗、通信等领域客户进行PEEK终端应用的联合开发。

随着PEEK厂商与下游产业链逐步融合，PEEK在终端应用的范围将逐步推广，验证周期等因素对PEEK应用的影响将逐步减弱。

PEEK材料未来的市场空间预测情况

PEEK产品的未来市场空间的预测情况为：

①根据沙利文的预测，2027年中国PEEK市场空间将达到28.38亿元；根据EmergenResearch的数据，全球PEEK市场空间预计到2027年将达到12.26亿美元（约85.39亿人民币）。    

②中研股份对部分在测试、在研发的终端产品未来市场空间进行了补充预测，其中在医疗领域，仅中研股份在测试及在注册的几款PEEK植入级医疗产品在2027年国内市场空间预计将超过5.85亿元；在新能源汽车领域，PEEK材料生产的800V电机漆包线在2027年国内市场空间预计将达到8.86亿元；在航空航天领域，未来随着CF/PEEK稳产并在商用飞机领域的应用不断推进，CF/PEEK每年国内市场市场空间预计可达126.19亿元。

③长期来看，随着PEEK价格不断降低，产品性价比将逐步提升，市场空间也将逐步增加。

第三方咨询机构对PEEK未来市场空间的预测

①PEEK国内市场空间预测

根据沙利文的预测，假设中国PEEK材料主要终端应用产品基本维持不变，PEEK产品的未来国内的市场空间预测如下：    

注：PEEK在传统燃油车的密封件、轴承等零件上的应用预计随着燃油车销量的持续下降而逐步减少，因此预计相应产品2027年的复合增长率为负值。    

根据上述预测，2027年中国PEEK市场的销售量可达5,078.98吨，销售额也将达到28.38亿元。上述领域多数中研股份都已经进入并实现规模化销售，其他领域也在进行测试和市场推广。2021年，中研股份PEEK产品占中国市场销售总量的比例超过30%，超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司。预计随着中国PEEK市场的持续高速增长，中研股份的销售额也将持续增加。

②PEEK国际市场空间预测

根据市场研究及咨询机构EmergenResearch的数据，全球PEEK市场空间预计到2027年将达到12.26亿美元（约85.39亿人民币）。中研股份积极拓展国际客户，已经向沙特基础工业公司（SABIC，全球最大的石化产品制造商之一）应用材料公司(AppliedMaterialsInc，全球知名半导体和显示设备制造商），易格斯（igus，全球知名工程塑料滑动轴承制造商）供应PEEK树脂。由于中研股份产品与国际厂商相比具有性价比优势，随着销售渠道的进一步完善，未来国际市场空间将更加广阔。

中研股份对PEEK部分应用领域未来市场空间的补充预测

沙利文对PEEK国内市场空间的预测是外部第三方机构基于中国PEEK材料主要终端应用产品基本维持不变，PEEK材料未来在现有终端应用领域按照一定的增长率不断拓展的假设前提得出的，属于商业调研机构基于市场发展趋势的线性外推。

中研股份作为国内最大的PEEK生产商，正在与越来越多的下游客户、科研院所共同探索PEEK材料的新应用。目前中研股份在测试、在研发的产品主要集中在医疗、新能源汽车、航空航天等领域，基于对行业技术进步、产业升级信息充分获取和发展趋势的深度理解，按照市场公开数据、技术研发阶段与行业经验对部分产品的市场空间补充预测如下：

①医疗领域

PEEK自1999年首度应用于临床以来，凭借生物相容性、疲劳强度、抗磨损、抗腐蚀等其自身独特的特性在众多医用材料中脱颖而出，作为一种新型医用植入材料得到了众多外科医生和医疗器械企业的认可。随着我国老龄化程度的加深、老年群体的增加提升了对骨科医疗耗材的需求，同时人均收入的不断提高也将加速PEEK产品对合金及其他材料产品的替代。    

中研股份自2017年开始医疗领域的相关研发，并已在非植入医疗器械领域实现稳定销售。在植入级医疗器械领域，中研股份目前GMP车间已经建成并通过认证，并与康拓医疗、威高骨科、大博医疗等国内知名企业在脊柱、胸骨等骨骼固定和修补领域进行产品开发合作。具体产品开发进度及相关领域市场空间预测如下：

A.PEEK颅骨修复及固定产品市场空间预测

根据南方医药经济研究所数据，2018年全国需使用颅骨修补板对颅骨缺损进行修补重建的手术约4.1万例，涉及使用颅骨固定产品的开颅及颅面骨创伤修复类手术约30万例。随着老龄化趋势的加深以及相关创伤及去骨瓣减压手术的死亡率下降、后续进行颅骨修补的治疗率提升（按年增速10%进行预测），颅骨修补手术的需求预计到2027年将达到9.67万例，颅骨固定手术的需求量预计为70.74万例。参考英国威格斯年报披露的美国、欧洲等发达国家或地区PEEK产品渗透率，预计到2027年PEEK颅骨修补产品渗透率可达到70%，使用PEEK材料的颅骨修补手术将达到6.77万例，使用PEEK材料的颅骨固定类手术比例预计为49.52万例。    

根据康拓医疗上市申请文件，按照每例PEEK颅骨修补手术约消耗700g，PEEK材料固定类手术约消耗1g计算，预计到2027年，颅骨修固产品的PEEK材料需求量为47.89吨。根据康拓医疗上市申请文件，PEEK修补手术主要采用PEEK板材，2018-2020年采购均价为416.38万元/吨，固定手术所需PEEK钉、棒等固定器械的采购均价为2,181.89万元/吨。

综上，预计到2027年，PEEK颅骨类产品市场规模情况如下：

B.PEEK脊柱类产品市场空间预测

根据国家组织医用耗材联合采购平台公布的数据，2022年椎间融合器的年需求量为664,873件，钉、棒等耗材的用量为7,278,344件，主要材质为钛合金、不锈钢、PEEK等。

根据标点信息的相关研究报告，我国脊柱类植入器械市场未来5年的复合增长率在14.42%左右。因此到2027年，脊柱类领域椎间融合器及钉棒等耗材的需求量预计为1,303,912件和14,273,888件。

参考美国、欧洲等发达国家或地区PEEK修补产品渗透率，预计到2027年PEEK脊柱类产品的渗透率将超过70%。PEEK椎间融合器及钉棒的需求量预计为912,739件和9,991,722件。PEEK椎间融合器在生产过程中根据患者脊柱三维模型，使用PEEK型材进行3D打印、钻铣加工成型，因此在实际使用过程中损耗较大。

根据下游客户了解，每件PEEK椎间融合器的PEEK消耗量约需25g，PEEK材质钉棒的消耗量约为1g。综上，到2027年脊柱类PEEK材料总需求32.82吨。参考威高骨科PEEK产品采购价格1,150万元/吨，预计市场规模为3.77亿元。具体情况如下表所示：    

仅目前中研股份在测试及在注册的几款植入级医疗产品在2027年国内预计需求量可超过80.71吨，市场规模预计超过5.85亿元。

②新能源汽车领域

在新能源汽车领域，800V电机配套的漆包线将成为未来需求较为明确的产品。新能源汽车的续航焦虑是影响其发展的主要难点，而800V高压快充具有充电效率高、快充区间更大等优势，是目前发展的主流路线。根据NE时代的预测，预计到2027年，800V电机在新能源汽车领域的渗透率将达到40%。

按照每台车使用的800V电机漆包线使用PEEK470g、公司2022年PEEK产品的均价33.70万元/吨、沙利文预测的2027年新能源汽车销量1,399万辆进行计算，2027年国内预计800V电机漆包线对PEEK的需求量可达到2,630.12吨，市场规模预计8.86亿元。具体情况如下表所示：

③航空航天领域

在航空航天领域，未来最主要的终端应用将会是CF/PEEK产品。根据中国商飞发布的《2022-2041年市场预测年报》，未来20年预计将有9,284架飞机交付中国市场。同时，《宇航总体技术》相关研究表明，空客和波音公司在其最新一代客机上已经应用了超过50%的碳纤维复合材料。其中，采用CF/PEEK开发主承力结构将是成为未来的研究重点和必然趋势。    

由于CF/PEEK具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、可整体成型等特点，以CF/PEEK作为飞机机身，可以飞机减重10%-40%，而其结构设计成本也可以降低15%-30%。因此，随着未来CF/PEEK承力件的研发及产品开发进度逐步加快，CF/PEEK将进一步替代现有复合材料及金属材料在飞机上的使用。假设以CF/PEEK制成的承力结构件将占复合材料总用量40%，同时参考CF/PEEK材料市场单价，以200万元/吨进行测算。未来国内航空领域市场空间预测如下：

未来随着CF/PEEK稳产并在商用飞机领域的应用不断推进，预计每年国内CF/PEEK的用量约为6,309.68吨，市场规模可达126.19亿元。

随着PEEK价格不断降低，产品性价比将逐步提升，市场空间也将逐步增加

PEEK于1978年被首次成功开发，并于1990年代正式商业化，是发明和商业化时间最晚的特种工程塑料之一。PEEK树脂性能与其他特种工程塑料相比具有优势，但由于价格相对较高，目前主要应用于工作环境恶劣、性能要求苛刻的产品领域。全球主要特种工程塑料的发展历程、售价、未来市场空间对比如下：    

由上表可见，目前PEEK树脂的价格明显高于其他特种塑料。PEEK作为最晚发明的特种工程塑料之一，其下游应用正处于快速增长过程中。参考其他特种工程塑料的发展历程，从长期来看，随着PEEK价格不断降低，产品性价比将逐步提升，市场空间也将逐步增加。

连续碳纤维增强PEEK（CF/PEEK）是行业技术发展的新方向

目前PEEK行业复合增强树脂主要使用非连续碳纤维进行复合增强，虽然已经能大幅改善树脂性能，但CF/PEEK在拉伸强度、抗冲击性等力学性能方面会有更大幅度的提升，是目前最尖端的研究领域。CF/PEEK是由连续碳纤维、PEEK树脂复合制成，是近年来新兴的热塑性复合材料中性能最强的材料之一。    

目前CF/PEEK生产技术仅日本东丽、荷兰TenCate、英国威格斯等少数公司掌握，主要应用于航空航天等尖端领域，未来战略意义重大，市场空间广阔。国内CF/PEEK的研发集中在高校、科研院所和极少数企业之中，尚未实现工业化生产。并且国外的核心制造技术及相关装备都被严格保密，对中国实施严苛的封锁政策。国内大多数CF/PEEK产品，如预浸带、预浸板只能依靠少量的进口，数量无法满足需求、产品交期无法预估、应用成本很高，极大限制了国内市场对此类产品的大范围应用。CF/PEEK产品的生产已成为我国高性能复合材料发展与应用的“卡脖子”问题。

3D打印是PEEK应用的新方向

随着以3D打印为代表的智能制造业迅速崛起，3D打印用树脂专用料的开发也日益受到业界重视。在2015年，产业界使用PEEK树脂和碳纤维为原料，通过增强纤维熔合技术成功3D打印出车用燃料进气流道，其耐燃油性能优异，在240℃下长期使用时表现出良好的机械可靠性，是同类铝制品的理想替代方案。该案例的成功验证了PEEK树脂专用料在3D打印领域应用的可行性，鉴于以3D打印为代表的智能制造业未来市场潜力巨大，相关PEEK树脂专用料的应用前景非常广阔。

PEEK是一种高性能热塑性材料，因其优异的材料特性，在3D打印领域备受关注。目前，PEEK用于3D打印的主流工艺主要有FDM（熔融沉积成型）和SLS（选择性激光烧结）。PEEK作为一种耐高温材料，熔点高达343℃，选择FDM或SLS制造工艺都需要采用高温熔融，加工难度大，工艺要求高。

行业内主要企业情况

PEEK在1978年被发明后，迄今只有英国?德国?中国?比利时?印度等少数国家真正掌握PEEK合成、提纯和干燥技术。在PEEK树脂生产领域，主要竞争对手包括英国威格斯?比利时索尔维?德国赢创、长春吉大特塑、浙江鹏孚隆、山东浩然、中研股份等。

1、英国威格斯（Victrex）

英国威格斯的PEEK树脂研发起步最早，其开发出的VICTREXPEEK系列树脂已成为行业标杆，目前为全球最大的PEEK生产企业，是伦敦证券交易所上市公司。

英国威格斯的VICTREXPEEK系列树脂涵盖了纯树脂（粗粉、细粉、颗粒）、复合增强树脂（玻纤增强、碳纤增强、耐磨、超耐磨、抗静电）以及深度纯化粒料等品种。此外，英国威格斯还陆续开发出PEEK制品,如涂料专用料VICTREXVICOTE系列和PEEK薄膜VICTREXAPTIV系列等产品。

英国威格斯是PEEK领域的龙头企业，其全球市场占有率约超过60%，并且年威格斯营业收入约为266,787.30万元1，净利润为64,279.80万元。

2、比利时索尔维（Solvay）

比利时索尔维是全球第二大PEEK生产商。其历史悠久，2021年位列全球化工50强第28位，在欧洲的化工集团中名列第十位，是比利时第二大企业，PEEK是其众多化工新材料产品中的一类。

比利时索尔维在2006年收购了印度Gharda化学公司的聚合物分部后，拥有了PEEK的生产能力，目前在电子信息、航空航天等领域具有一定优势。由于比利时索尔维与苹果公司的战略合作伙伴关系，苹果手机在生产过程中大量应用比利时索尔维的PEEK材料。

比利时索尔维主要生产和销售KetaSpirePEEK系列和ZenivaPEEK系列树脂，包括纯树脂（粗粉、细粉、极细粉、超细粉）、复合增强树脂（玻璃纤维增强、碳纤维增强型、耐磨增强）以及植入级和润滑级树脂等产品。    

比利时索尔维的PEEK产能小于英国威格斯，其产品主要出口欧洲和日本。2020年比利时索尔维营业收入约为719.44亿元。

3、德国赢创（Evonik）

德国赢创是全球第三大PEEK生产商，其是一家全球大型特种化工企业，2021年位列全球化工50强第19位。

德国赢创在中国投资控股的吉大赢创系其生产PEEK的主要实体，主要生产和销售多种系列的PEEK树脂，现拥有包括纯树脂（粗粉、细粉、颗粒）、复合增强树脂（玻纤增强、碳纤增强、陶瓷增强、耐磨、高耐磨）以及医用粗粉、医用粒料、医用棒料等品种，此外还包括PEEK薄膜产品。

德国赢创的产品主要出口欧洲，在中国市场销售较少，2021年德国赢创营业收入约为1,079.71亿元。

4、长春吉大特塑工程研究有限公司

长春吉大特塑成立于2002年，其前身是“国家863计划特种工程塑料长春研究开发中心”和“吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心”，是一家从事特种工程塑料（PEEK和PES为主）、高性能改性材料及相关制品研发、生产和销售的高科技企业。

该公司产品包括高耐热等级特种工程塑料、特种工程塑料基增强材料及合其专注于PEEK产业，其绝大部分营收来自于PEEK树脂及相关制品的销售，2021金、特种工程塑料型材和注塑制品等。

5、浙江鹏孚隆新材料有限公司

浙江鹏孚隆成立于2010年，是浙江鹏孚隆科技股份有限公司旗下以研发生产特种工程塑料为主营业务的高科技企业，该公司产品包括不同牌号的PEEK纯树脂以及复合增强树脂。    

6、山东浩然特塑股份有限公司

山东浩然成立于2010年8月，是一家以聚砜、聚醚砜、聚苯砜、PEEK塑料树脂及制品的研发、生产和销售为主的国家级高新技术企业。该公司可生产多种牌号的PEEK纯树脂，以及碳纤维和玻纤复合增强树脂。

7、盘锦伟英兴高性能材料有限公司

盘锦伟英兴高性能材料有限公司成立于2020年，由公司供应商营口兴福化工与英国威格斯合资设立，由英国威格斯控股。目前，盘锦伟英兴年产1500吨的PEEK产能已经建成并处于小规模试生产阶段，预计2023年下半年有望大规模量产并投入市场。

随着盘锦伟英兴PEEK产能逐步投产，英国威格斯在中国生产的PEEK产品成本将大幅下降，同时英国威格斯兼具技术优势和更加丰富的终端应用经验，因此英国威格斯在国内竞争力将进一步增强，行业竞争压力将增加。

英国威格斯在国内设立工厂并生产PEEK，在原材料采购、人力成本、能源成本有望大幅降低，国产企业相对英国威格斯国内工厂的成本优势将减弱甚至消失。

8、山东君昊高性能聚合物有限公司

山东君昊高性能聚合物有限公司成立于2018年，是公司客户江苏君华特种工程塑料制品有限公司设立的全资子公司，目前已实现PEEK树脂的生产和销售。

目前，山东君昊的PEEK产能为80吨/年，产品以内部自用为主，尚未规模化推向市场，其PEEK虽具备产能但距离产业化尚有距离。

由于PEEK合成工艺复杂，技术门槛高，产业化历程历经10年之久。因此，预计山东君昊PEEK产品距离产业化尚有一定的周期。

全球实现碳达峰、碳中和重大战略对PEEK的机遇

2015年《巴黎协定》设定了本世纪后半叶实现净零排放的目标，目前已有数十个国家和地区提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标。中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中也明确指出实现碳达峰、碳中和是我国统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。    

双碳问题核心是降低CO2的排放强度和总量，全球范围内交通行业CO2排放占比24.6%，其中公路交通占比18.2%。而“轻量化”是全球交通运输和航空领域实现节能减排的关键手段，因此，采用PEEK等特种工程塑料在交通运输和航空领域替代金属的应用渗透率将逐步提升，未来应用前景十分广阔。

国家政策支持对PEEK的机遇

科技部《“十三五”材料领域科技创新专项规划》指出，材料服务于国民经济、社会发展、国防建设和人民生活的各个领域，成为经济建设、社会进步和国家安全的物质基础和先导，支撑了整个社会经济和国防建设。因此，新材料技术是世界各国必争的战略性新兴产业，成为当前最重要、发展最快的科学技术领域之一。“一代装备，一代材料”向“一代材料，一代装备”转变，彰显了材料的战略作用。发展材料技术既可促进我国战略性新兴产业的形成与发展，又将带动传统产业和支柱产业的技术提升和产品的更新换代。

2021年12月，工信部、科技部、自然资源部联合制定的《“十四五”原材料工业发展规划》指出要提升先进制造基础零部件用钢、高强铝合金、稀有稀贵金属材料、特种工程塑料、高性能膜材料、纤维新材料、复合材料等综合竞争力。2021年5月，中国石油和化学工业联合会发布的《“十四五”化工新材料产业发展指南》指出要“抢占一批高科技制高点”，“并大力发展聚砜、聚苯砜、聚醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料”。

（3）下游市场逐步认可PEEK，未来发展前景可期

一种新材料应用范围的扩大和渗透率的提高需要一定的周期，目前被广泛应用的特种工程塑料，如聚四氟乙烯（PTFE）从发明到现在已经接近80年时间，PEEK自1978年研发成功后距今仅40多年，并且早期处于保密和垄断状态下。    

全球多家公司大规模进入PEEK领域在2005年前后，距今不足20年。受益于PEEK优异的性能，已经有越来越多的行业逐步认识并开始接受PEEK材料对于产业升级的重要作用。随着市场对材料特性和加工方式的认识越来越深入，PEEK的市场空间将逐步被打开，其中中国作为全球重要的生产基地之一，预计我国自主生产的PEEK相关产品未来将受益于PEEK材料应用的进一步深化和扩展，具有较好的发展前景。

（4）产业升级及技术进步对PEEK的机遇

我国制造业升级将带动对工程塑料的需求大幅增加，我国已初步形成工程塑料产业链，伴随着国内企业的技术开发能力提升和长期的技术积累，为未来工程塑料的发展打下了良好的产业基础。随着工程塑料生产、改性和应用技术的不断提升，其应用领域亦将得以持续拓宽。

“十四五”期间，随着半导体、新能源汽车、商用大飞机为代表的高新技术产业崛起，产业升级过程对高性能材料的需求预计将持续增长。例如，汽车工业向轻量化、节能化、舒适化和安全化方面发展必将给包括PEEK在内的高性能材料提供很大的发挥空间；未来新能源汽车充电桩等“新基建”的开展，对材料有更高的要求，需要PEEK等特种工程塑料应对极端的工况条件，我国的新材料行业有巨大发展空间。

主要原材料采购    

聚合反应创新难点：

常规PEEK聚合理论使用钾盐和钠盐作为反应缩合剂，其理论基础是钾盐比钠盐活性高，在缩聚时容易生成大分子PEEK，但在反应后期由于体系黏度较高、分子碰撞几率下降导致分子量难以增长到足够大、分子量分布也较宽；而单独使用钠盐为缩合剂时，由于其活性较低，一般认为不能单独制备出高分子量的PEEK。

单独使用钠盐作为缩合剂的制备方法，突破了常规理论中钠盐不能单独作为缩合剂的结论；同时由于钠盐反应较为温和，且相对于钾盐更为廉价，是更合适的工业化生产原材料，为低成本的产业化放大提供了可能。

在上述理论创新的基础上，进一步使用钠盐和碱土金属盐作为缩合剂，大幅提高产品的纯度，使得PEEK产品可以应用于电子信息、半导体等高端领域，并降低了氟化物污染。

合成方法创新难点：

PEEK的聚合反应行业内一般采用一步法。为提高产品品质，中研股份开创性的采用两步法的合成方法，即先合成预聚体和亲核试剂，再进行聚合。该技术的难点在于：（1）亲核试剂极不稳定，易氧化、分解，对温度敏感，反应条件严苛；同时需要准确分析出亲核试剂中杂质的物理和化学性质并选择合适的提纯方法。（2）预聚体黏度控制难度大，需要达到黏度要求的同时保证体系顺利流动。    

两步合成法制备PEEK的理论创新方法，使产品具有良好的批次稳定性、颜色一致性、产品纯度显著提升，拓宽了产品应用领域（如电子信息、半导体等高端领域）；同时由于两步合成法反应温度更低，降低了能量消耗和生产成本，实现了节能减排。

大型反应器合成技术、设备设计创新难点：

反应器的设计及放大需要在大量实验数据的基础上对聚合反应进行工程分析，并以聚合动力学和化学反应工程学为基础，结合高分子化学、高分子物理、化工流变学等多学科理论进行创新。PEEK的反应是变温过程，低温阶段多为有机低分子量化合物，溶液符合牛顿流体运动规律；高温阶段分子链缩聚反应并逐步扩展大分子，其溶液体系由牛顿流体渐变为假塑性流体，黏度随剪切速率变化，且随搅拌装置设计的流动行为指数N值实时非线性变化。搅拌方式设计需要考虑设备材质在复杂的流体情况下所能承受的扭矩强度等各类因素，是涉及设计材料学与工程力学的交叉难题。

中研股份根据PEEK聚合过程特点和聚合反应溶液的流变特性，通过对大型聚合反应器进行因次分析，确定了反应器各阶段、工况中的复杂关键参数，在此基础上设计出国内最大的聚合反应器，使反应器内的物料微元与原有物料达到充分混合，增加了流体的湍动，减少流体微元之间返混的产生，克服了由于种种原因而产生死角、沟流、傍路、短路及不均匀的速度分度问题，提高了传热效率，使反应进行的更加充分彻底。

该技术既能保证物料在低黏度阶段的充分混合，又能保证高黏度阶段的均一化，解决了大容量、高黏度聚合系统均质化调控的工程难题，实现了1000吨/年PEEK树脂的满负荷制备。

封端技术创新难点：

封端即是高效可控的停止分子链端基的活性。封端技术是PEEK工业化生产必须要解决的难题，做好封端是PEEK从实验室迈向工业化的关键技术。封端技术难点体现在：（1）PEEK的加工温度高，分子链活性端基会和其他活性基团继续反应，导致熔体内发生交联，熔体稳定性变差，其宏观表现为熔体黏度变大，产生大量凝胶。（2）PEEK的反应温度区间较高导致常规的抗氧剂等助剂不能用于PEEK的封端过程。（3）如中研股份的PEEK合成采用5000L反应器，多达3吨以上的物料从反应器内完全放出需要1小时以上的时间。如不能快速封端，后放出的物料将继续反应导致分子量继续增大，前后产品质量不一致。    

中研股份采用具有多种复配的单官能团高活性端基的化合物组合作为封端剂，利用高黏度的聚合体系所产生的非均衡反应特性，结合灵敏调控的反应温度和搅拌速率，配合分步式递进封端方法以及液体投料技术，成功实现了迅速终止分子链端基活性的封端技术，使得同批次产品放料前后物料黏度相差2%以内，不同批次产品黏度控制在5%以内，并且有效控制了分子链的分解和交联，提高了产品熔体稳定性。

（1）结晶速率快、结晶度高，从而提高性能、减少注塑周期、提升效率；（2）熔体稳定性高，在长时间高温条件下保持原有的黏度，易于实现稳定连续生产，并且有效控制了制品因交联碳化产生的黑点杂质；（3）剪切变稀显著，为进一步加工提供了更宽的工艺加工时间窗口；（4）批次稳定性好，有利于连续化、规模化的PEEK加工生产。

检测与评价体系创新难点：

PEEK作为属于特种工程塑料的新兴领域，目前国内没有相关标准，导致缺乏可参考的评价体系，检测指标、检测方法、检测设备均需要自主探索；同时由于PEEK本身性能优秀，一般检测方法无法进行检测，所以对PEEK分子量评价一直是整个行业的难题。

中研股份逐步建立了分子量及其分布、微观结构、流动性能、热性能、电性能等方面的PEEK的评价体系：（1）建立了气相色谱-质谱（GC-MS）对PEEK原材料中残留杂质进行定性和定量分析的方法；（2）建立了通过红外光谱对PEEK材料的端基、晶态、分子间作用进行分析的方法；（3）建立了通过凝胶色谱仪（GPC）测定分子量及其分布的方法；（4）建立了流动性能的评价方法；（5）建立了差示扫描量热法（DSC）测试材料熔点（Tm）、玻璃化转变温度（Tg）、结晶温度（Tc）的方法；（6）建立了力学性能、电性能等方面物理性能的评价方法；（7）建立了质量熔体流动速率（MFR）和黏度（η）关系的数据模型，解决了熔融指数和黏度评估材料流动性的矛盾问题；（8）引进了统计过程控制（SPC）、测量系统分析（MSA）、失效模式与效果分析（FMEA）、产品质量先期策划（APQP）、生产件批准程序（PPAP）这五大管理工具对产品质量进行控制。    

强酸缓释技术创新难点：

PEEK半成品中含有微量金属需要纯化，使用强酸（如浓硫酸、浓盐酸）是最佳方法。由于PEEK的纯化设备必须是不锈钢材质，强酸对其腐蚀强烈，在短时间内会导致水洗釜报废。因此行业内通常只能使用弱酸进行水洗提纯，导致提纯效果不佳。本技术难点在于如何使用强酸去除PEEK中的金属元素，保证提纯效果的同时防止水洗釜被腐蚀。

中研股份自主研发了一种缓释技术，通过改变配方和投料方式，可以将强酸和缓释剂混合于含有PEEK的水悬浮液中，使强酸与PEEK反应后PH值迅速升高，并将PH值控制在中性左右，能在保护水洗釜等设备的同时有效降低PEEK中金属含量，提高纯度。

强酸缓释技术解决了强酸腐蚀水洗釜和强酸去除金属元素的矛盾，工艺可实施性强，降低了产品中的金属含量，提高了产品纯度，使得产品可以在电子信息及医疗行业得到应用。

多级逆流错流萃取技术创新难点：

合成反应后，溶液中包含PEEK粗粉和二苯砜等反应物，萃取是PEEK聚合后常用的去除溶剂方法，用以分离PEEK粗粉和二苯砜。萃取工艺对角速度、线速度有一定要求。传统的萃取方式具有效率低、提纯溶剂消耗量大、萃取时间长等缺点，难以适应大规模生产。

不同于传统的萃取技术，中研股份将逆流萃取和错流萃取有机地结合，研发出多级逆流错流萃取技术，工艺过程中将物料均匀分布在萃取釜的中下方，萃取液从萃取釜的上方进入下方流出，利用物料的运动方向和萃取溶剂的运动方向相反的特点进行逆流萃取，并且使用纯化的萃取液进行错流萃取，从而提高萃取效率、缩短萃取时间、减少萃取液的使用。    

原材料控制技术创新难点：

在PEEK合成过程中，原材料的生产工艺、粒径、形态、纯度等方面均会对反应产生影响，进而导致最终产品质量不稳定。在市场上向不同供应商采购原材料的基础上，如何提前进行加工，满足合成需要，是保证最终产品质量的重要手段。

确定了原材料中各种微量杂质对PEEK聚合过程及产品性能的影响，在原材料进厂时，对原材料的纯度及微量杂质含量进行测试分析，确保原材料达标。通过对物料粒径进行把控，确保反应原料符合聚合反应要求。通过原材料控制技术创新，准确把控各原材料对合成反应的影响，对于不同供应商提供的不同品质原材料可准确分析并进一步加工以满足合成需要。此项技术创新拓展了公司原材料供应商选择的范围，避免了因原料短缺导致的生产停工情况。

低温真空闪蒸精馏技术创新难点：

二苯砜作为反应溶剂，是否能有效回收和重复使用是降低成本、减少污染、实现产业化生产的重要环节。二苯砜是一种高沸点溶剂，其沸点达到379℃，如果在高温下进行蒸发分离，不但能耗高、成本高，而且高温还会产生大量的副产物，影响溶剂的重复使用。

（1）采用低温闪蒸技术，通过试剂、压强等方面创新，实现了250℃以下二苯砜短时间内汽化蒸馏，降低了杂质含量；（2）将低温闪蒸的二苯砜蒸汽以及微量的易挥发杂质蒸汽导入真空系统，使用密集层流分离设备将不同分子量的气体进行分层，得到纯净的二苯砜蒸汽；（3）通过自主设计蒸馏装置和分离装置，使得纯净的二苯砜蒸汽进入精馏装置，经过高效塔板的进一步分离除杂后，纯净的二苯砜气体液化后进入储罐。

溶剂的回收是产业化过程中的重要环节，该技术使得公司可以低成本、低污染的回收溶剂，为大规模生产提供了基础，并从成本上提高了产品的竞争力；经过低温真空闪蒸精馏技术后回收的二苯砜，其纯度要比新购买的二苯砜纯度更高。因此，即使新购买的二苯砜纯度不高，经过低温真空闪蒸精馏技术处理后也能使用，增加了溶剂选择的范围。    

纯树脂凝胶过滤技术创新难点：

由于PEEK熔体的储能模量很高，过滤过程中产生的剪切放热会导致分子链的断裂分解和重组交联并形成大分子凝胶颗粒，导致下游挤出加工过程中产生鱼眼、晶点等缺陷，因此凝胶颗粒必须在生产过程中进行过滤。

常规的凝胶过滤系统无法满足PEEK高粘高温环境下过滤的需要，一是因为高温熔融状态下PEEK结构中的苯环和羰基导致聚合物分子链刚性强、黏度大，通用的树脂熔体过滤装置无法用于PEEK的过滤；二是因为PEEK过滤环境为高温高压，常规滤材易破裂、连续运转时间短、生产效率低下，无法实现连续批量生产。

自主设计了包括筒体、滤芯的整套积木式过滤系统，借用了柱式自动化压力式过滤装置的结构，根据耐温要求和熔体内凝胶尺寸分布情况设计了逐级过滤系统，并确定物料各层级滤材及微观粒径等。根据自测的熔体剪切流变数据构建黏度模型，借助模流分析软件自主设计了过滤设备的内腔，为各流动等级的物料设计专属的流线型构造。针对高黏度流体设计无死角流畅的内壁结构和分布式温控系统，减少因停滞过热导致二次凝胶的产生。各型号筒体滤材采用积木式设计，可根据生产型号和生产量灵活组合，确保滤材利用最大化。

纯树脂凝胶过滤技术有效去除了PEEK中的凝胶物质，提供了高纯度PEEK颗粒料，在型材应用中消除了黑点产生隐患，使PEEK纯度可以满足制造高端消费电子声学振膜和用于核电机组线缆的要求；同时提升了生产效率，大幅降低物料和滤材的浪费。

防静电PEEK改性技术创新难点：

在生产复合增强PEEK树脂的过程中，由于防静电剂等改性材料粒径尺寸较小（纳米级），在高温高黏度的PEEK熔体中混入和分散困难，易于形成团聚，导致最终制品表面电阻率不同位置波动大，个别点位出现导电情况。    

采用了“先研磨分散，再高速分散，后注射共混”的共混方式，解决了高温高黏度体系下纳米级改性材料分散不均的问题。具体包括：（1）公司采用了特殊的研磨分散技术，将防静电剂和PEEK加入到分散液中，然后采用特殊设计的研磨装置高速研磨，使防静电剂均匀分散，并使PEEK粒度尺寸和防静电剂相匹配；（2）在干燥去除分散剂的过程中，将防静电剂均匀的粘附于PEEK微小颗粒表面，充分发挥纳米效用。

防静电PEEK改性技术不仅解决了防静电材料的电阻均一和力学强度问题，同时为纳米级改性PEEK提供了简单高效的改性技术路线，最大程度的发挥了纳米材料在PEEK体系中的作用，提升了改性PEEK的性能，以满足各领域应用。

高比扭矩挤出造粒技术创新难点：

（1）PEEK的黏度范围在100-500Pa.s之间，添加玻璃纤维和碳纤维后，黏度进一步增加到800Pa.s以上，超高的黏度增加了PEEK与其他材料共混的难度；

（2）通用的高比扭矩挤出机能够提供PEEK共混过程的原动力，但同时也会导致剪切速率过高、纤维保留长度过短、复合产品强度偏低。

（3）为了不降低增强纤维的纤维长度及其分布，需要在PEEK自身粘弹性与官能团特性的基础上，对聚合物熔体的流体力学、设备的机械理论、双螺杆组合等进行深入研究。

超高扭矩挤出机和螺杆组合，并运用数模分析结果实现高比扭矩挤出造粒技术创新，具体包括：（1）通过提高压差、转速，增大错列角和捏合盘盘片厚度来提高分散混合效果，优化整体螺杆构型；（2）通过提高充满度、降低平均剪切速率、降低熔体温度、缩短停留时间，避免材料高温氧化分解；（3）对双螺杆挤出机的螺纹元件、捏合盘元件以及由两种元件组成的构型进行参数分析，并根据速度、压力、黏度分布，从三维流动路径计算停留时间、回流距离、剪切速率、总剪切应变和剪切应力分布等。    

采用超高扭矩挤出机和螺杆组合，摆脱对加工助剂的依赖，避免助剂分解带来的副作用；改性纤维分布均匀，保留长度长，使得最终产品性能优异、稳定，满足工业化生产要求；利用高容积率高比扭矩，降低能耗同时提升产出率。

低温研磨超细粉技术创新难点：

受PEEK优异的耐磨性影响，研磨细粉的细度很难超过600目。PEEK虽然熔点高达343℃，但其玻璃化转变温度仅有150℃，研磨细粉所产生的局部热量很容易超过玻璃化转变温度，导致分子链节间发生震动、材料弹性模量迅速降低，高速气流和磨刀之间产生的冲击力被材料自身吸收，不足以将其再次击碎并研磨至更细目数的细粉。

低温研磨超细粉技术具有以下特点：（1）对研磨设备增加高效冷却系统，刀盘温度始终处于玻璃化转变温度以下，同时精准冷却细粉，控制分子链运动状态，降低储能模量；（2）研磨过程中大幅提高气体流动通量，及时传递研磨系统中热能，消除局部过热；（3）利用物料在超音速气流中自身产生的对撞，提高撞击动能和效率。

采用低温研磨超细粉技术，可以研磨出1000目以上的PEEK细粉，且粒度均匀、分布窄，拓展了PEEK的下游应用空间，适合于粉末涂料应用领域，作为耐温耐腐耐刮擦的保护层。

超细粉微观结构研磨技术创新难点：

因PEEK耐腐蚀性好、无法溶解，不适合采用喷粉造粒工艺；且PEEK本身耐磨性能良好，常规研磨得到的PEEK细粉存在颗粒形状长径比大、粒度分布宽、粉体流动性差等问题，其微观结构含有大量针状和马铃薯状的微粒，严重制约了PEEK粉体在3D打印技术中的应用。

（1）自主设计改进设备结构，减少物料受到的剪切应力、提高正面撞击的冲击力、减少因剪切应力产生的高温变形、消除针状结构，并且经过超声波筛分装置去除高长径比细粉，实现粉体粒度窄分布；

（2）自主研发微粉整形工艺，将物料温度控制在玻璃化转变温度以上熔点以下，使PEEK分子链发生局部伸缩震动，物料处于弹性体状态，多孔结构在压力和震荡的双重作用下逐步发生微观结构转变，由马铃薯形转为球形，粉体流动性大幅提升。    

超细粉微观结构研磨技术让球形结构有效提升了粉体流动性，非常适合于选择性激光烧结3D打印技术，为公司进入3D打印领域提供了技术支持；有效提升粉体堆积密度20%以上，适用于下游企业使用细粉类产品模压成大型PEEK制件（如行业内最大直径1米以上的密封PEEK环），为PEEK下游厂商拓展了加工方式。

生产要素

良好的熔体稳定性

PEEK的加工温度高，通常会设置在360℃以上，甚至接近于400℃。在PEEK制品生产常见的挤出工艺中（如挤出板棒等型材）为了获得良好的内部结构通常挤出速率较慢，或者挤出量较小，PEEK需要长时间在机筒内停留。当PEEK长时间保持高温熔融状态时容易发生降解或者交联，影响生产加工和产成品质量。

合适的熔指和黏度平衡

PEEK作为一种线性高分子材料，其熔融态是一种非牛顿流体，具有剪切变稀的特点，在高剪切速率下黏度会变小。而黏度又与熔体强度关联，低黏度表现为产品强度的降低。在挤出型材时，要求物料在机筒中保持较高的流动性（高剪切速率）；而在模腔内则保持较低的流动性（低剪切速率）用于保持压力，使制品更加密实。在挤出线缆、细丝或薄膜时，要求PEEK具有较高的流动性以挤出很细或者很薄的制件，同时要求材料具有较高的熔体强度，可以保持熔体状态下被易被拉伸。

良好的批次稳定性

PEEK的聚合工艺使得每一釜都是一个批次，每釜之间需要相同且精准的控制，才能保证材料的一致性。采用5000L聚合反应釜进行生产，这是全球同行业所使用的最大反应釜之一。同时不断提高自动化水平，最大限度的减少人为误差。从原材料到工艺控制，从聚合过程到提纯干燥，公司已经充分掌握各环节的关键控制节点，形成了一套完善的控制体系。    

优秀的结晶性能

PEEK作为一种半结晶型聚合物，其优异性能源于其中的结晶部分（PEEK的结晶度通常在30%左右）。结晶度高代表着更优秀的机械性能、更强的耐磨性、更好的耐腐蚀性、更高的使用温度。PEEK加工过程需要在十几秒内从熔融态迅速降到凝固态完成结晶，在相同时间内结晶速率快可以得到更高的结晶度。

按照美国的国家标准、军队标准、中国与美国的医疗PEEK标准以及电气行业标准进行测试：