六边形战士：PEEK材料行业研究报告

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一．PEEK行业概述

1、PEEK含义

聚醚醚酮（PEEK）是一种高聚物，其主链结构中包含一个酮键和两个醚键的重复单元，属于半结晶特种工程塑料。

2、PEEK特性

PEEK性能较为全面，刚性优于大部分特种工程塑料，同时兼具韧性，展现出卓越的机械性能。此外，在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面亦表现出色。与普通金属相比，PEEK 具有较大的比强度，能在满足强度需求的同时，显著减轻材料自重，成为实现“轻量化”的理想方案。

1）机械特性：PEEK兼具优异的刚性和较好的韧性，对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美。

2）耐热特性：PEEK具有较高的玻璃化转变温度和熔点，其负载热变形温度和瞬时使用温度也较高。

3）阻燃性：PEEK具有自身阻燃性，不加任何阻燃剂即可达到最高阻燃等级（UL94V-0）。

4）耐磨性：PEEK可在 250℃的高温条件下保持较高的耐磨性。

5）耐腐蚀性：PEEK具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸，其耐腐蚀性与镍钢相近。

6）耐水解：PEEK吸水率很小，23℃的饱和吸水率只有0.4%，且耐热水性好，可在200℃的高压热水和蒸汽中长期使用。

7）耐剥离性：PEEK与各种金属的粘附力与耐剥离性很好，因此可做成包覆很薄的电线、电缆和电磁线，并可在苛刻的条件下使用。

8）生物相容性：PEEK具有优异的生物相容性，可作为医疗器械植入人体。此外，PEEK可被X射线穿透，具有良好的可视性，能够避免在X光片上造成伪影，同时可以实现在CT扫描或核磁共振成像辅助下进行手术，帮助医生在手术过程中调整植入体的位置，术后轻松跟踪愈合过程，从而能对骨生长和愈合实现良好的监控。同时，PEEK的弹性模量与骨骼更接近，可以有效缓解应力遮蔽效应，使骨骼更健康、更长久。

3、合成路线

目前聚醚酮类树脂的合成路线可分为亲电取代和亲核取代。

1）亲核取代：制备的 PEEK 材料纯度高，但成本较高

亲核取代原理基于亲核试剂对底物中带正电或部分正电荷的碳原子发起进攻，进而实现原子或基团的取代。在PEEK材料的合成过程中，常用的原料包括4,4'-二氟二苯甲酮、对苯二酚等。4,4'-二氟二苯甲酮中的氟原子由于其电负性较大，使得与之相连的碳原子带有部分正电荷，成为亲核试剂进攻的目标位点；而对苯二酚则作为亲核试剂，其酚羟基上的氧原子具有较高的电子云密度，表现出较强的亲核性。反应通常在极性非质子溶剂（如二苯砜）中进行，还需要加入碳酸钾等碱性物质作为催化剂（促进反应的正向进行，同时也能增强亲核试剂的活性），在高温条件下（300℃左右）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。

根据中研股份相关资料，亲核取代路径下，PEEK材料的成本构成为75%直接材料 7.5%直接人工 10%制造费用 5%能源动力 1.5%运输费。其原材料主要包括：氟酮（DFBP）、对苯二酚、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，成本占比约50%。

亲核取代路径的优缺点。优势在于（1）能够精确控制反应过程，通过对原料比例、反应条件等因素的精准调控，可以实现对PEEK 材料分子结构的精细设计和合成。这使得产出的PEEK 材料具有高度的规整，分子链排列有序，从而赋予材料优异的性能稳定性。（2）其次，在严格的反应条件和精细的后处理工艺下，能够有效地去除杂质，使得PEEK 材料的纯度达到较高水平，适用于对材料性能要求较高的高端领域。但与此同时，亲核取代反应路线制备PEEK材料的成本较高。（1）高温高压以及特定的极性非质子溶剂环境等苛刻的反应环境，增加了反应设备的成本以及技术难度，也要求更高的安全性。（2）亲核取代反应的原料成本较高，4,4'-二氟二苯甲酮、对苯二酚等原料的价格相对较高，且反应过程中使用的催化剂和溶剂也需要较高的成本投入。同时，复杂的工艺步骤和较长的反应时间，进一步增加了生产过程中的能耗和人工成本。

2）亲电取代：成本较低，但难以获得高纯度的PEEK材料亲电取代法是在路易斯酸的催化下,芳烃与酰卤反应,芳环上的氢原子被酰基取代,生成芳酮的一种方法。以PEEK材料的合成来说，常用的原料包含二苯醚和间苯二甲氯。间苯二甲酰氯中的羰基碳原子由于氧原子的强吸电子作用，带有较高的正电荷，成为亲电反应的活性中心；而二苯醚中的苯环则是富电子区域，电子云密度较高，容易受到亲电试剂的进攻。反应通常在低温条件下（0℃-5℃）进行，以卤代烃类（如二氯甲烷）作为溶剂，按照一定的比例加入二苯醚和间苯二甲酰氯作为反应原料，同时添加无水三氯化铝等路易斯酸作为催化剂。随后，通过过滤、洗涤、萃取等一系列后处理步骤，去除未反应的原料、催化剂以及反应过程中产生的副产物，最终得到PEEK粗产品。为了进一步提高产品的纯度和性能，还需要对粗产品进行精制处理，如重结晶、柱层析等。

亲电取代路径的优缺点。优势在于：（1）亲电取代反应通常在低温（0℃-5℃）和常压下即可进行，降低了对反应设备的要求，减少了设备投资和运行成本，同时操作更加简便、安全。（2）原材料二苯醚和间苯二甲酰氯等原料在化工市场上较为常见，价格相对便宜。缺点是：（1）亲电取代反应过程中会产生多种副反应，导致产物中含有较多的杂质，难以获得高纯度的PEEK材料，限制了其在一些对材料性能要求极高的高端领域的应用。此外，由于副反应较多，产物的分离和提纯过程较为复杂，需要耗费大量的时间和资源，一定程度上提高了生产成本。（2）亲电取代反应使用的催化剂和溶剂用量较大，容易对环境较大的污染，回收和处理成本较高。

二．PEEK产业链

PEEK的上游：原材料主要包括氟酮（DFBP）、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠等。其中，氟酮是合成PEEK的关键原材料，其纯度及品质将直接影响PEEK的产品质量。

中游环节，通过对PEEK进行改性和调整，使其适用于不同领域，满足各种环境和场景的需求。弗若斯特沙利文报告显示，PEEK根据其特性和应用领域可分为以下几类：

（1）标准 PEEK：这是最常见的PEEK 类型，以其卓越的耐热性和机械性能在工业领域得到了广泛应用。

（2）碳纤维增强 PEEK（CFR-PEEK）：通过添加碳纤维增强剂，CFR-PEEK 在保持优异的耐温性能的同时，提高了强度和刚性。因此，它适用于对强度和刚性要求较高的航空航天结构件和运动器材等领域。

（3）玻璃纤维增强 PEEK（GFR-PEEK）：通过添加玻璃纤维增强剂，GFR-PEEK 提高了刚性和耐冲击性能，同时保持了高温稳定性。因此，它适用于对强度、刚性和耐热性有要求的汽车零部件和电气绝缘材料等领域。

（4）医用级 PEEK：医用级PEEK 经过特殊的改性或涂层处理，具备了良好的生物相容性、耐腐蚀性和低毒性。在医疗器械领域，医用级 PEEK 被广泛应用，如人工关节、植入器械等。

三．关注逻辑

1、需求侧结构性升级

全球制造业的转型升级推动了高端制造业的发展(如航空发动机热端部件耐温要求≥260℃)，对高性能材料的需求不断增加。PEEK材料凭借其耐高温(玻璃化转变温度143℃)、抗蠕变(拉伸模量3.6GPa)及生物相容性(ISO10993认证)等优异性能，成为众多高端制造业领域的首选材料。

1）汽车领域

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。

据英国威格斯官网，与金属齿轮相比，VICTREXHPG高性能齿轮的NVH 降低50%。据《全球与中国聚醚醚酮市场发展现状与前景展望》，特斯拉ModelS 汽车的电池支架采用30%玻纤增强PEEK，减重的同时提高电池安全性及可靠性，碰撞能量吸收率提升35%。

据弗若斯特沙利文数据，国内2022年汽车领域的PEEK应用规模在526.87吨（对应市场空间2.99 亿元），预计2027年达到1360.59吨（对应市场空间6.87 亿元），2022-2027年CAGR为20.89%。

2）电子信息领域

PEEK材料因其低吸水性、高耐化学性和良好的电绝缘性能，被广泛应用于芯片封装、印刷电路板、光刻胶等电子电气产品中。据《全球与中国聚醚醚酮市场发展现状与前景展望》，英特尔酷睿Ultra芯片封装过程中采用纳米填充PEEK材料，热阻降低28%；5G基站高频连接器实现信号损耗＜0.15 dB/mm。

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。同时，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。据威格斯官网，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，VICTREX PEEK制成的CMP环可将晶圆厂生产效率提高3%，并且与PPS环相比，使用寿命更长。

据弗若斯特沙利文数据，国内2022年电子信息领域的PEEK应用规模在720.48吨（对应市场空间5.32亿元），预计2027年达到1376.25吨（对应市场空间8.80亿元），2022-2027年CAGR为13.82%。

3）高端制造和能源行业

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。

据弗若斯特沙利文数据，国内2022年高端制造和能源行业领域的PEEK应用规模在537.03吨（对应市场空间3.09亿元），预计2027年达到1048.20吨（对应市场空间5.48亿元），2022-2027年CAGR为14.31%。

4）医疗健康

在医疗器械领域，要求材料组织相容性好、弹性高、柔韧性高、显影清晰。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。目前，PEEK产品已有包括人造脊柱植入物、人造关节、骨修复制品等的应用案例。

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。

据弗若斯特沙利文数据，国内2022年医疗健康领域的PEEK应用规模

在157.66 吨（对应市场空间1.03 亿元），预计2027年达到338.70吨（对应市场空间1.82亿元），2022-2027年CAGR为16.52%。

5）航天航空

根据BNP Paribas Bank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%，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。

据《全球与中国聚醚醚酮市场发展现状与前景展望》，波音787电气连接装置采用PEEK-CF复合材料（弯曲强度＞200MPa），湿热环境（85℃/85%RH）下寿命提升至25000h；空客A350（Airbus SE，EPA:AIR）线束绝缘材料实现系统减重18%，燃油效率提高2.3%。据为威格斯官网，PEEK管材正在加速取代高压电缆管线中使用的金属材料，管线重量可减轻达45%。

据弗若斯特沙利文数据，国内2022年航天航空领域的PEEK 应用规模在21.01吨（对应市场空间0.15亿元），预计2027年达到173.08吨（对应市场空间1.04亿元），2022-2027年CAGR为52.46%。

6）机器人

机器人在推动技术创新、促进产业转型升级及打造国家竞争优势方面愈发发挥关键作用，同时机器人技术已成为衡量科技创新实力与高端制造业发展水平的核心指标。因此，全球各国对机器人产业日益关注，许多经济体已将发展机器人产业纳入国家战略规划，相继出台相关政策，旨在大力支持机器人产业的蓬勃发展。

2023年12月特斯拉的第二代人形机器人Optimus Gen2发布，第二代人形机器人的重要特点之一是轻量化，第二代相比第一代减重10kg，步行速度加快30%，全身控制性和平衡度均明显改善。

PEEK材料性能优异，或助力机器人减重。一方面由于PEEK材料相比金属密度低，但刚性和韧性均较高，同时耐磨性、耐热性、耐腐蚀性好，轻量化实现优异；另一方面，PEEK材料易于加工，可制成不同形态的零部件用在机器人的不同部位。假如特斯拉人形机器人使用 PEEK 材料替代钢材结构件等，将助力机器人实现深度轻量化，也为机器人灵活性、续航能力等的进一步提升带来可能。

根据Precedence Research 数据，在仿生机器人领域，2022年全球仅人形机器人市场规模就达到16.2亿美元，2032年预计市场规模将达到286.6亿美元，2022-2032年复合增长率达33.28%。仿生机器人产业呈现良好发展势头。早在2022年，马斯克在特斯拉的AI Day上表示，或在3-5年内完成人形机器人百万量级的出货量。假设每台人形机器人使用5kg的PEEK材料，按照中长期100万台人形机器人出货量来测算，则对应0.5万吨的 PEEK 材料的新增需求。由于目前各大人形机器人厂商尚未明确用何款材料，且未来出货量仍存在较大不确定性，以上预测是基于目前可得资料的合理假设而计算得出。

2、新兴产业政策激励

各国政府对新能源、半导体等新兴产业的扶持政策，为PEEK市场发展提供切实保障。欧盟CRMA将PEEK纳入关键材料清单；中国《“十四五”新材料产业发展规划》对PEEK研发投入财政补贴占比达15%~20%；美国《CHIPS和科学法案》为半导体用高纯PEEK提供4.2亿美元专项基金，均支持了PEEK市场发展。

四．行业市场规模

整体来看，据弗若斯特沙利文数据，中国PEEK消费量从2012年的80吨增长至2021年的1980吨，年均复合增长率达到42.84%。根据沙利文咨询的预测，在不考虑机器人带来的增量下，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5078.98吨的规模，对应市场规模为28.38亿元。

据Grand View Research 数据，2022年全球PEEK市场规模为9.79亿美元，预计2030年达到14.67亿美元，2023-2030 CAGR为5.2%。

五．行业竞争格局

由于较高的技术壁垒，虽然PEEK材料早在上世纪80年代就被发明和不断开发，但长期以来真正掌握PEEK树脂大规模工业稳产技术的企业少之又少，全球聚醚醚酮市场高度垄断，英国威格斯公司、比利时索尔维公司和德国赢创公司等三家公司几乎占据了全球绝大部分的PEEK市场份额，其中又以英国威格斯公司发展最为悠久，产销量最大，与其他竞争对手相比拉开了显著的差距。

目前国内企业正加速崛起，国内PEEK产能主要集中在中研股份、沃特股份、金发科技等企业，在建产能主要集中在金发科技等企业。其中，中研股份是一家专注于PEEK研发、生产及销售的高新技术企业，成立于2006年，经过十余年的自主研发，中研股份在PEEK合成、提纯、复合增强的理论和技术方面实现了多项创新和突破，掌握了包括关键原料选择、关键过程控制、关键设备设计、关键工艺优化、关键指标监测的全流程全国产化PEEK生产能力。中研股份是继英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创之后全球第4家PEEK年产能达到千吨级的企业，是继英国威格斯后全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业。此外，山东君昊、山东浩然、浙江鹏孚隆等企业也陆续进入PEEK市场，截至2024年，我国PEEK产能超3000吨/年。

六．相关上市公司

1、中研股份

中研股份是一家专注于聚醚醚酮（PEEK）研发、生产及销售的高新技术企业。经过十余年的自主研发，公司在 PEEK 合成、提纯、复合增强的理论和技术方面实现了多项创新和突破。公司在国内市场持续实现进口替代，目前已经超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司。公司的主要产品为树脂形态的PEEK，形成现有的“两大类、三大牌号、六大系列”共52个规格牌号的产品体系。公司的主要产品为PEEK 纯树脂和PEEK复合增强类树脂，同时也有少量的PEEK制品。

2、沃特股份

沃特股份主要从事高性能功能高分子材料合成、改性和成品的研发、生产制造、销售及技术服务。公司产品主要包括特种及新型工程高分子、高性能复合材料、碳纤维及碳纳米管复合材料、含氟高分子材料。在产业链上游方面，公司已实现LCP、PPA、聚砜、PAEK等特种工程树脂的产业化合成布局；在产业链中游方面，公司通过多样化的材料加工技术，为下游客户提供满足不同使用需求的高/低介电性能、抗静电、屏蔽、轻量化、薄壁化、高强度、高韧性、导电、绝缘、阻燃、导热、导磁材料产品，以及与产品相对应的模拟测试和加工工艺定制服务；在产业链下游方面，公司已经能够为客户提供 LCP 和PTFE 薄膜产品、PPS 改性产品以及 PAEK 终端制品，并得到了下游客户的认可和使用。

公司规划建设聚芳醚酮（PAEK）合成树脂产能1000 吨。截至2025年4月，公司一期聚醚醚酮（PEEK）合成树脂产线已完成建设，项目已由建设期进入试生产期。公司已与下游客户开展注塑级PEEK 材料开发和验证工作，并已取得部分订单。

3、金发科技

金发科技的主营业务为化工新材料的研发、生产和销售，主要产品包括改性塑料、环保高性能再生塑料、完全生物降解塑料、特种工程塑料、碳纤维及复合材料、轻烃及氢能源、聚丙烯树脂、苯乙烯类树脂和医疗健康高分子材料等9大类。产品广泛应用于汽车、家电、电子电工、通讯电子、新基建、新能源、现代农业、现代物流、轨道交通、航空航天、高端装备、医疗健康等行业，并与众多国内外知名企业建立了战略合作伙伴关系。

目前，公司是全球化工新材料行业产品种类最为齐全的企业之一，同时是全球规模最大、产品种类最为齐全的改性塑料生产企业。