PEEK具有非常高耐热性，其熔点约为343℃，一直使用温度可达260℃，并且于高温下仍能保持优良力学性能。另外，PEEK还表现出优秀耐化学腐蚀能力，能够抵抗大多数酸、碱、有机溶剂侵蚀，这使得它成为化工行业中理想防腐材料。
从机械特性来看，PEEK拥有极高强度和韧性，其拉伸强度、弯曲模量还有冲击强度均远超普通工程塑料如尼龙或聚碳酸酯。和此同时，PEEK还含低摩擦系数、自润滑性，因此非常适合用于生产轴承、齿轮要耐磨耗部件。
于电气性能方面，PEEK同样表现突出，它具有优良不导电性、介电强度，并且能够于宽广频率范围内维持稳固介电常数。这一特点使PEEK成为电器设备很好选择。
因为其突出生物相容性，PEEK也被大量用途于医疗行业，比如人工关节、牙科种植体还有脊柱植入物。另外，PEEK还可以通过复合改性来进一步提升特定性能，例如加入碳纤维增强后可显著增强导电性；填充玻璃纤维则有助于改善刚性、尺寸稳固性。
作为一种综合性能极为突出特种工程塑料，聚醚醚酮正连续拓展其用途范围，于航空航天、汽车工业、石油天然气开采多个高端生产业中发挥着不可替代作用。
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