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新材料技术,无机非金属材料

需求背景

聚醚醚酮(PEEK)是一种新型热塑性工程塑料，具有非常优秀的物理、力学性能。自1978年由英国ICI公司开发以来，PEEK就受到了广泛的关注。

目前，英国的Victrex公司为全球最大的PEEK生产商，产能达约7000吨/年，约占全球总产能60%。

国内虽然已有PEEK合成的自主研发技术，并且一定程度上解决了PEEK原料成本过高的问题。

但是我国的PEEK产业链发展较发达国家还有很大差距，尤其在高附加价值下游应用的拓展方面，受整体工业制造能力的限制，难以占据优势。

为整体了解近年来聚醚醚酮复合材料的发展现状及工艺技术，本文梳理了近年来国内外聚醚醚酮(PEEK)复合材料的性能研究现状和应用方面的研究工作，并对聚醚醚酮复合材料性能的未来发展提出了展望。 

需解决的主要技术难题

1）低分子量双羟基聚醚醚酮的聚合与基础性能调控

以合适的双酚和二氟代二苯甲酮为单体、氮气保护下进行回流聚合

反应，采用核磁、红外、凝胶色谱、DSC、热失重测试等手段进行测试与分析，

研究双酚单体结构与比例、碱催化剂类型、溶剂种类、缩聚反应温度与时间

等对目标聚醚醚酮产率、平均分子量、羟基当量、溶剂溶解性、Tg、热失重

稳定性等基础性能的影响规律；最终优化出平均分子量 1600±200、溶解性

良好、Tg>160℃（热固性聚苯醚树脂的 Tg 为 154℃）的窄分布双羟基聚

醚醚酮树脂结构与制备流程。

以优化后的双羟基聚醚醚酮树脂为考察对象、反滴定法为测试手段，

优化出快速、高效的聚醚醚酮树脂的羟基当量值测定方法，建立产品质量评

测标准方法。

2）端基改性制备热固性聚醚醚酮树脂

参照热固性聚苯醚树脂的端基改性过程，以优化制备所得窄分布双

羟基聚醚醚酮为原料、甲基丙烯酸酐或对氯亚甲基苯乙烯或氯丙烯为端基封

端剂，采用核磁、红外、凝胶色谱、DSC、热失重测试等手段进行测试分析，

研究封端剂投料比、催化剂类型、反应溶剂类型、反应温度与时间、以及后

处理工序对目标树脂制备效率与产品质量的影响规律；最终优化出平均分子

量 1600±200、溶解性良好、Tg>160℃、酚羟基<100 ppm 的窄分布热

固性聚醚醚酮树脂制备流程。

参照聚醚醚酮羟基当量值测定方法，进一步优化出快速、高效的热

固性聚醚醚酮树脂酚羟基残留值测定流程，建立热固性聚醚醚酮树脂产品质

量评测标准方法。

3）热固性聚醚醚酮树脂综合性能测试与制备优化

高速高频覆铜板制备流程复杂，热固性聚醚醚酮树脂在介电性能、

耐湿性、尺寸稳定性等方面的综合性能需要与下游厂商进行协作测试，探讨、

研究双羟基聚醚醚酮的结构与分子量、羟基当量值、封端剂封端效率等对综

合性能的影响规律，并依据下游厂商测试结果与建议对双羟基聚醚醚酮结构

与制备、以及封端流程进行调整，优化出最佳的结构与制备方案。

期望实现的主要技术目标

本技术需求揭榜方所提供技术需达到以下考核指标：

1）低分子量双羟基聚醚醚酮树脂的制备优选可以回收的甲苯作为

回流反应溶剂、N-甲基吡咯烷酮等为溶解助溶剂、NaOH 等为碱性催化剂，反

应釜温度不超过 160℃，缩聚聚合产率不低于 80%。该缩聚反应与二甲苯酚氧

气氧化缩聚制备双羟基聚苯醚相比，安全可控性高，且远高于双羟基聚苯醚

聚合制备效率。

2）低分子量双羟基聚醚醚酮树脂的分子量为 1600±200，且分子

量分布指数不高于 ***；在甲苯、乙酸乙酯、DMF 等溶剂中的溶解性与低分子

量双羟基聚苯醚相当；单官能产品比例不高于 2‰；Tg>160℃。目标聚醚

醚酮树脂在分子量控制、溶解性要求等方面与现有双羟基聚苯醚的控制一致，

以适应现有覆铜板制作流程，但单官能产品比例与 Tg 优于现有双羟基聚苯醚

树脂。

3）快速、高效的低分子量双羟基聚醚醚酮树脂 pH 反滴定法与羟

基当量值计算方法，建立低分子量双羟基聚醚醚酮树脂产品质量评测标准方

法。

4）封端剂封端反应优选使用可与水互溶沉淀的 DMF、THF 等溶剂，反应温度不超过 100℃、催化剂添加量不高于 130%，封端反应产率不低于 80%。

5）热固性聚醚醚酮树脂的分子量为 1600±200，且分子量分布指

数不高于 ***；在甲苯、乙酸乙酯、DMF 等溶剂中的溶解性与热固性聚苯醚相

当；酚羟基残留<100 ppm；Tg>160℃。目标热固性聚醚醚酮树脂在分

子量控制、溶解性要求、酚羟基残留等方面与现有热固性聚苯醚的控制一致，

以适应现有覆铜板制作流程，但 Tg 优于现有热固性聚苯醚树脂。

6）快速、高效的热固性聚醚醚酮树脂 pH 反滴定法与酚羟基残留

计算方法，建立热固性聚醚醚酮树脂产品质量评测标准方法。

7）应用于高速高频覆铜板制备后的玻璃化转变温度不低于

210℃，5%热失重温度不低于 410℃（热固性聚苯醚树脂的 5%热失重温度接近

400℃），在介电常数和介电损耗等性能方面均不低于或优于现有双羟基聚苯

醚热固性树脂。

需求解析

解析单位：“科创中国”人工智能专业科技服务团（西咸新区人工智能行业协会） 解析时间：2023-11-29

张历南

陕西科友青信息技术有限公司

执行董事

综合评价

此需求足够清晰可以进行需求跟进

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