聚醚醚酮化学结构是由苯环、酮基交替组成长链聚合物，其基本重复单元为对苯撑结构和酮键相连形式。具体来说，PEEK主链由以下结构单元组成：
\ OC_6H_4C(=O)C_6H_4O \
这个结构表明，每个分子链由多个苯环〔C6H4〕通过氧原子〔O〕、羰基〔C=O〕连接而成。这种特殊结构赋予了PEEK优秀热稳固性、化学惰性。另外，因为其分子链中存于刚性芳香族环，使得PEEK具有较高熔点〔通常于343°C左右〕、优良尺寸稳固性。
PEEK不仅含优良耐热性，还表现出优秀抗冲击强度、耐磨耗性还有低吸水率特性。这些特点使其作为替代金属材料很好选择，于苛刻工作环境中依然能够保持稳固性能表现。
值得注意是，根据不同合成方法或改性处理方式，PEEK也许会形成不同结晶度产品形式，从而影响其最终用途效果。例如，半晶态PEEK因其更高强度、刚度而于许多高强度用途场景中被优先考虑使用；而非晶态PEEK则更倾向于用于要优良透明度或者柔韧性需求场合下。
聚醚醚酮凭借其特殊分子结构设计，于众多行业中发挥着不可替代作用，并且随着技术进步还将继续拓展更多潜于用途。
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