PEEK结晶密度通常于1.301.34 g/cm³之间，这一数值是基于其分子结构中结晶区域所占比例决定。当PEEK处于熔融状态时，其分子链是无规排列；而于冷却过程中，部分分子链会重新有序排列形成结晶区，未结晶部分则成为非晶区。结晶区存于使得PEEK含了较高强度、耐磨性，而非晶区则赋予了材料一定韧性、加工性能。
结晶密度和PEEK加工条件密切相关。例如，于较高温度下进行模压成型或挤出成型时，因为冷却速率较快，结晶度较低，此时PEEK结晶密度也会相应减小；相反，于较低温度条件下缓慢冷却，则可以促进更多分子链有序排列，从而增强结晶度并增加结晶密度。另外，不同添加剂也也许影响PEEK结晶行为，进而改变其结晶密度。
高结晶密度PEEK具有更好尺寸稳固性、耐蠕变性，适合用于生产要一直承受高压、高温环境下零部件，如航空航天部件、汽车工业中齿轮及轴承。然而，对于某些要求较高冲击韧性场合，也许要控制结晶密度以平衡材料各项性能指标。
通过合理调控PEEK结晶过程，可以于确保优良机械性能和此同时优化其综合使用性能，满足多样化工业需求。
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