当PEEK暴露于高温环境中时，其分子结构开始有变化。，于大约340°C左右，PEEK会有部分降解，释放出挥发性物质如苯酚小分子。这一过程是可逆，意味着于冷却后，PEEK可以恢复到原始状态。然而，如果温度持续升高并超过其熔点〔约360°C〕，则会有不可逆热分解，导致材料强度下降甚至完全失效。
值得注意是，尽管PEEK具有优良耐热性，但长时间处于极端高温下仍会影响其性能。例如，一直暴露于250°C以上环境中也许会加速老化过程，降低韧性并增加脆性。另外，紫外线辐射也会加剧这种老化效应，因此于实际用途中通常要采取防护措施来延长使用寿命。
虽然PEEK能够于相当高温度下保持稳固，但为了确保最佳性能，必须根据具体用途场景合理控制使用条件，并注意避免不必要热损伤。通过精确控制加工参数、环境因素，可以充分利用PEEK材料优势，满足很多苛刻工况需求。
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