一文了解难燃性热塑性树脂的种类与特点
从美国加州大火可以看出，无论是建筑材料还是工业产品，难燃性材料的合理使用都至关重要。提高材料的难燃性，不仅是对工业生产标准的严格要求，更是对我们生活安全的有力保障。希望在未来，随着技术的不断进步，更多高性能的难燃性材料能够被研发和应用，让火灾的危害尽可能降低。
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1.1
难燃性的定义
难燃性是指材质不易燃烧，即使燃烧也具有自熄性的特性。与金属材质不同，塑料作为有机物，在特定条件下有可能燃烧。在高温环境或靠近火源的地方使用的产品或部件，如果燃烧蔓延，可能会引发火灾。所以，为了提高安全性，材质的难燃性成为一个重要考量因素。在很多工业领域，如电子电器、汽车制造等，对所使用塑料的难燃性都有严格要求。
1.2
难燃性的评估标准
UL94 标准：UL94 标准将难燃等级从低到高分为 HB、V - 2、V - 1、V - 0、5V - B、5V - A 六个等级。其中，V - 2 及以上等级具有自熄性，等级的划分是根据火焰自然熄灭所需的时间长短来确定的。例如，在一些电子设备的外壳材料选择上，通常会要求达到 V - 0 等级，以确保在意外起火时能迅速自熄，减少火灾蔓延的风险。
氧指数：氧指数是根据 JIS 规定的一个指标，用来表示材料燃烧倾向的数值。它表示材料持续燃烧所需的氧气浓度，数值越高，难燃性越高。比如，一些高端的建筑保温材料，就会选用氧指数较高的难燃性塑料，以满足建筑防火安全的要求。
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2.1
HB 等级判定
HB 是通过水平燃烧测试来判定的。将规定大小的试样水平固定在地面上，在其一端施加长度为 20mm 的火焰 30 秒。然后，根据火焰移开后试样继续燃烧的燃烧速度来判定。如果试样厚度为 3mm 以上且燃烧速度为 40mm/min 以下，或者试样厚度小于 3mm 且燃烧速度为 75mm/min 以下，则判定为 HB 等级。像一些普通的塑料外壳，可能就会采用达到 HB 等级的塑料材质，在一定程度上具备不易燃烧的特性。
2.2
V - 0/V - 1/V - 2 等级判定
V - 0/V - 1/V - 2 是通过垂直燃烧测试来判定的。将试样的下端施加长度为 20mm 的火焰，如果在 30 秒内燃烧停止，再进行 10 秒的火焰施加。根据这两次测试的燃烧时间长短和对周围环境的反应来判定等级 。例如，在电子元器件的封装材料中，若要达到 V - 0 等级，就需要满足试样燃烧时间 10 秒以下，第二次燃烧时间 30 秒以下，10 次合计总燃烧时间 50 秒以下，且试样下方放置的脱脂棉因滴落物引发的着火无，固定位置的燃烧无等严格条件。
2.3
5V - A/5V - B 等级判定
5V - A/5V - B 是在更严格的条件下进行测试的。将规定大小的试样垂直放置在地面上，从下端施加 125mm 的火焰，持续 5 秒后移开，重复此动作 5 次。然后，将试样水平放置并重复相同的操作。根据这两次测试的燃烧时间长短和对周围环境的反应来判定等级。像一些大型电器的关键部件外壳，可能就需要达到 5V - A 或 5V - B 等级，以承受更严峻的防火考验。
2.4
氧指数（Oxygen Index）
JIS规定的氧指数（Oxygen Index）是指塑料在点燃状态下，维持燃烧所需的最低氧气浓度。
一般空气中氧气浓度约为21%，氧指数（OI）数值越高，材料越难燃烧。
【氧指数（OI）】
22以下 可燃，容易燃烧
23至27 可燃，但具有自熄性
27以上 难燃
下表显示了氟树脂（PTFE）的氧指数为95以上，与其他塑料相比，其难燃性显著优越。
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3.1
V - 2 及以上等级的难燃性塑料
PEEK（聚醚醚酮 难燃等级：V - 0）：PEEK 是热塑性树脂中耐热性和机械强度最高的材质之一。其连续使用温度为 240℃至 260℃，甚至可以在蒸汽环境中连续使用。燃烧时发烟量、有毒气体产生量以及真空中气体产生量都非常少。不过，相比其他材料，价格较高。因此，PEEK 常用于一些对性能要求极高的领域，如航空航天、高端医疗设备等。
PPS（聚苯硫醚 难燃等级：V - 0）：PPS 具有优异的耐热性、尺寸稳定性和机械强度。连续使用温度约为 220℃，作为难燃材料，燃烧时发烟量少。但由于玻璃化转变温度为 97℃，在高温高负荷条件下，存在低于连续使用温度就发生变形的风险。在电子电器领域，PPS 常被用于制造耐高温的零部件。
PTFE（聚四氟乙烯 难燃等级：V - 0）：PTFE 是一种具有优异耐热性、耐化学性和耐磨性的氟树脂。连续使用温度为 260℃，且具有很高的耐寒性，能够在低至 - 250℃的温度范围内保持机械强度。由于其分子结构不易与氧气结合，因此具有难燃性，不易燃烧和蔓延。在化工管道、密封件等领域，PTFE 得到了广泛应用。
PVDF（聚偏氟乙烯 难燃等级：V - 0）：PVDF 是一种加工性和介电性能优异的氟树脂。连续使用温度为 140℃，虽然其耐热性和耐化学性不如 PTFE，但相比通用树脂，具有更好的机械强度和耐候性，因此在多种应用中得到广泛使用，如太阳能电池背板、水处理设备等。
PEI（聚醚酰亚胺 难燃等级：V - 0）：PEI 是非晶树脂中耐化学性最好的材质之一。连续使用温度为 170℃，在高温下不易老化，对蒸汽和热水具有耐受性。在广泛的频率范围内，具有优异的绝缘性和介电特性。常用于电子、航空等领域的绝缘部件制造。
PAI（聚酰胺-酰亚胺 难燃等级：V - 0）：PAI 的连续使用温度为 250℃，在未填充的塑料材料中具有最高的机械强度。耐化学性优异，对大多数化学品都有耐受性。具有出色的耐辐射性，广泛应用于电子、航空部件以及医疗设备中。
PPSU（聚苯砜 难燃等级：V - 0）：PPSU 具有非常优异的耐候性，不易因紫外线而老化。光透过性高，能够透过从紫外线到近红外线的广泛波长范围。连续使用温度为 170℃，几乎不会因高温而老化。常用于制造光学仪器部件、食品包装等。
PI（聚酰亚胺 难燃等级：V - 0）：PI 的连续使用温度高达 300℃，比 PEEK 具有更高的耐热性。即使在间歇性条件下，也能承受高达 480℃的高温环境。此外，它还可以在低至 - 260℃的极低温度下使用。在一些极端环境下的设备部件制造中，PI 发挥着重要作用。
3.2
HB 等级的阻燃性热塑性树脂
PMP（聚4-甲基戊烯-1 难燃等级：HB）：PMP 是一种与聚丙烯类似的高分子量碳氢化合物。连续使用温度为 115℃，在沸水中不会发生水解，因此可以进行蒸汽灭菌。除部分有机溶剂外，对酸和碱具有很高的耐受性。常用于医疗器械、食品包装等领域。
PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯 难燃等级：HB）：PBT 是一种连续使用温度在 120℃至 140℃之间的工程塑料。吸水率和热收缩率低，尺寸稳定性优异。在电子电器、汽车零部件等领域应用广泛。
POM（聚缩醛树脂 难燃等级：HB）：POM 是一种机械强度高、耐磨性和耐化学性优异的通用工程塑料。由于其加工性好且成本低，因此在各种领域的部件中得到广泛应用，如机械制造、玩具制造等。
ABS（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物 难燃等级：HB）：ABS 是一种机械强度高的通用塑料。由于成本低，广泛应用于机械部件和日常用品。但由于耐候性低，不适合在户外使用。比如常见的塑料玩具、电器外壳等很多都是用 ABS 材质制作的。
PC （聚碳酸酯 难燃等级：HB）：聚碳酸酯是塑料材料中耐冲击性最高的透明树脂之一。连续使用温度高达 120℃，常用于外部部件和保护罩等，如手机外壳、汽车灯罩等。
PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯 难燃等级：HB）：PMMA 的光透过率约为 93%，高于玻璃。其耐冲击性也高于玻璃，破碎时碎片不易飞散。耐候性好，即使在户外使用，强度也不会受到太大影响，但可能会变色。常用于光学仪器、建筑装饰等领域。
MC 尼龙（难燃等级：HB）：MC 尼龙是一种性能平衡优异且成本不高的材料，因此作为通用材料得到广泛应用。其吸水性高，容易因吸水和吸湿而发生尺寸变化。常用于制造机械零件、轴承等。
6 尼龙（难燃等级：HB）：6 尼龙具有优异的耐冲击性和耐化学性。虽然吸水率高，但吸水后会变软，耐冲击性增强。具有自润滑性，适用于滑动部件，如齿轮、滑轮等。