自阻燃聚合物拥有高强度、高尺寸稳定性、高耐化学腐蚀和高耐磨性能等诸多优点，但其与一般阻燃剂添加型工程塑料相比价格较高。因此，自阻燃型聚合物一般应用在较高性能和阻燃要求工作环境中。

自阻燃型聚合物包括聚醚醚酮（PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、和液晶高分子（LCP)等。另外某些聚合物如聚氯乙烯(PVC)和聚苯醚(PPO)等,具有一定的阻燃性，但在实际使用中需要添加阻燃剂来提高其阻燃性能。

聚醚醚酮（PEEK）

　　聚醚醚酮是一种线性的，含有芳香基团的，半结晶性的，可在260°C（500°F）下使用的高聚物。聚醚醚酮生产厂商（Victrex）资料显示(详见下表)，其阻燃性能按UL94标准进行，试样厚度为1.45毫米，测试试样的垂直燃烧性能和自熄时间，其燃烧性能为V-0级(阻燃的最高等级)。同时燃烧过程中发烟量和毒气释放量很低；并且具有优良的耐化学、耐热水和水蒸气的性能。该聚合物可采用传统的注射，挤出和模压等技术加工成型方法。

图 1: 航天航空上应用的PEEK紧固件的重量是相应金属件重量的80% 来源: Victrex plc.

　　聚醚醚酮可与其他高聚物或填料（玻纤或者炭黑）共混。聚醚醚酮广泛运用于汽车零件、航空航天、医疗、电子电气和化学加工工业等领域。在汽车发动机部件中可代替金属材质的齿轮、轴承和动力传动部件；在化工设备中常用于泵和阀门；在半导体制造业中；可用作使石油钻孔装备。

聚醚酰亚胺（PEI）

　　聚醚酰亚胺是一种可在180°C (356°F) 连续使用，耐有机溶剂、耐含氯溶剂、耐水性和耐汽车用油的无定型聚合物，其玻璃化转变温度为217°C。据制造商(GE)公司报道：其厚度为0.25毫米的聚醚酰亚胺燃烧性能达V-0级(UL94)。且其在燃烧过程中低发烟量、具有宽广的耐化学性能，高强度和高模量，和高温的抗蠕变等性能。该树脂可加工制成增强和不增强型材料，聚醚酰亚胺典型的填强材料包括：炭纤维 、玻璃纤维和矿物等。

　　聚醚酰亚胺（PEI）代替金属在汽车上的应用包括传送设备、节流阀和点火塞，也包括传感器和温度自动调节器外罩。阻燃聚醚酰亚胺，其在燃烧过程中发烟量低和毒气释放量小，使得该材料在飞机零件上具有较高的应用价值，可用作飞机上空气和燃气的阀门、方向盘、内部包覆材料和食物托盘等。聚醚酰亚胺的夜可用作电气照明成分的连接器和反射器，都充分应用其分子本身的阻燃性能。

　　聚醚酰亚胺可采用标准的注射膜塑方法加工，产品的最小厚度为0.25毫米。同时，聚醚酰亚胺在加工前，必须在140-150°C下干燥几个小时。

聚苯硫醚（PPS）

　　聚苯硫醚是一种由硫原子和苯环交替组成的半结晶性聚合物，这种结构使材料具有较好的耐热性和化学稳定性，可在200°C (392°F）下连续使用。聚苯硫醚（PPS）在燃烧过程中趋向生成炭层，可阻止火焰的传播。未填充的聚苯硫醚样品，根据UL94测试标准，其厚度为1.5毫米时的燃烧性能是V-0级（采用LATI工业热塑性 SpA).绝大多数的PPS树脂可与玻璃纤维或者是矿物填料相混合。同时PPS树脂具有高模量、抗蠕变性和高的耐化学性，而且公差较小，可以准确模塑成型。

图 2: PPS典型的应用是用作汽车水泵的叶轮. 来源: 凯文（Chevron）飞利浦化学公司 LLC.

　　很多聚苯砜（PPS）的应用是利用其自身的阻燃性和耐热性能。在汽车应用中，聚苯砜（PPS）用作发动机的罩，在高温下作为闸系统和电气系统；工业装备中，聚苯砜（PPS）通常作为元件暴露在热和化学的环境中；在电子电气装备中应用的聚苯硫醚（PPS）插座必须具有一定的难燃性，例如,聚苯硫醚作为底面（表面座骑技术），使连接口和接口焊接起来；PPS正逐步取代金属和热固性塑料应用在加热和冷却系统中，商业机械，照明固定装置和头发干燥器等。

砜类树脂（Sulfone Resins）

　　聚苯砜(PPSU)和聚醚砜(PES)是另一种自身阻燃的聚合物。除了阻燃性以外，聚苯砜(PPSU)树脂还具有较高的水解稳定性，较高的热转变温度，耐环境应力开裂，和电绝缘特性。典型的剧苯砜应用是作为医学盘子、医学设备、食物盘子、外科工具和飞机内部饰件。

图 3: 聚苯砜（PPSU）树脂以颜色划分等级. 来源: 索尔维（Solvay）先进聚合物LLC.

　　聚醚砜(PES)具有较高的热转变温度（204°C)和良好的耐化学性。尽管不象聚苯砜（PPSU）树脂一样坚硬，但聚砜醚树脂比较便宜。索尔维先进聚合物报道了一种典型的商用聚苯砜,在厚度为0.8毫米（0.31英寸）下，其燃烧性能是V-0级（UL94)。通常聚苯砜的应用包括自动断路开关、膜、电器装置、ESD（静电驱动）盘子（用来保护集成电路）、不粘烹饪用具和光反射器。聚苯砜树脂还具有透明的，由该种树脂取代的导火线是很容易看见的。

表 4: 外科电池罩是聚醚砜（PES）树脂新的应用 Source: RTP Co.

聚偏二氟乙烯（PVDF）

　　除了阻燃性能以外，聚偏二氟乙烯（PVDF）非常坚硬和耐磨性能，同时具有耐腐蚀性、耐化学性和耐候性；且在149°C)的高温下，仍保持较好的机械性能。 可以制成杆、片材、薄膜和管材、化学品储存器和加工装备、液体储存器和半导体装备。新兴的应用是作为汽车和建筑材料，电子和电池材料，且商业上应用的聚偏二氯乙烯需要满足UL94 V-0级的要求。

图 5: 由于良好的耐化学性，聚偏二氯乙烯（PVDF）可以用在比较苛刻的环境中 来源: 索尔维（Solvay）先进聚合物LLC.

液晶高分子（LCP)

　　液晶高分子是一种半结晶性的聚酯树脂，分子链的硬段在流动方向线性排列，提高了材料的强度。液晶高分子表现较高的流动性，因此可制成薄壁制品；具有高温尺寸稳定性，抗蠕变性和低的热膨胀系数。商业上应用的液晶高分子的阻燃级别为V-0级，其热变形温度达到300°C以上，断裂伸长率为2.5%。液晶高分子还具较好的耐化学性和高的电介常数。

液晶高分子注射成型的微型表面座骑连接器 来源: 杜邦.

　　液晶高分子的应用包括电气连接器、导火线炳、电脑芯片承运者、高温筒管、泵和照明反射器。其他的应用包括微波炉、烹饪用具、移动电话零件、着火系统成分、化学装备、医疗器械、商用机械和飞机零件等。

参考文献

Websites:
GE Plastics, Chevron Phillips, DuPont, Solvay Advanced Polymers, Dyneon, 3M, Ticona, Victrex, RTP Co., Mississippi Polymer Technologies, Westlake Polymers.
Publications:
Plastics Technology, Nov., 2002, "PVDF Latex Foam Composites Provide High Flame Resistance."
Plastics Technology, July, 2003, "'Self-Reinforcing' Thermoplastic is Harder, Stronger, Stiffer Without Added Fibers."
Organization:
Underwriters Laboratories, source of information on plastics flammability testing standards.