Aditivos para polímeros specialchem
Algunos polímeros son intrínsecamente ignífugos. Otros polímeros, como los nilones, los poliésteres, los polipropilenos y muchos otros materiales útiles y rentables, no lo son. Deben ser modificados para alcanzar el nivel adecuado de resistencia al fuego mediante el uso de aditivos ignífugos.
Durante la combustión, los aditivos ignífugos reaccionan con el polímero en llamas en la fase de vapor, interrumpiendo, a nivel molecular, la producción de radicales libres y apagando el proceso de combustión. Este mecanismo se utiliza habitualmente con los sistemas de retardantes de llama halogenados.
Los aditivos ignífugos formadores de carbón reaccionan para formar una capa carbonosa en la superficie del material. Esta capa aísla el polímero, ralentizando la pirólisis, y crea una barrera que impide la liberación de gases adicionales para alimentar la combustión. Este método es comúnmente desplegado por los sistemas no halógenos que utilizan químicas de fósforo y nitrógeno.
Los minerales hidratados constituyen una clase de sistemas ignífugos sin halógenos que se utilizan habitualmente para aplicaciones extruidas como el alambre y el cable. Estos sistemas utilizan una reacción endotérmica en presencia del fuego para liberar moléculas de agua que enfrían el polímero y diluyen el proceso de combustión.
Materiales ignífugos
ResumenLos materiales del futuro en el campo de los termoplásticos requieren un menor impacto en el medio ambiente. Los materiales termoplásticos actuales también requieren aditivos más “verdes” para el perfil de resistencia térmica y al fuego. En este trabajo se analizaron algunas de las soluciones recientes para los retardantes de llama sin halógenos en el contexto de las rutas viables con relevancia económica e industrial. Se discutió el mecanismo de los retardantes del fuego con el fin de imaginar nuevas soluciones para los futuros aditivos. Algunos de los principales retardantes de llama (inorgánicos, orgánicos o híbridos) pueden utilizarse como plataforma común para las próximas clases de compuestos termoplásticos (sintéticos, naturales o de base biológica). La nueva generación de retardantes de llama (basada en las soluciones emergentes) tendrá que superar dos grandes barreras: la rentabilidad y la necesidad de una alta concentración (que suele afectar a otras propiedades).
Fig. 2Tendencias de publicación en fuentes (fuentes indexadas del ISI, informes o libros) para los aditivos retardantes de llama y los principales termoplásticos basados en polímeros de condensación (2019 estimado a partir de los datos existentes y los resultados previstos)Imagen a tamaño completo
Aditivo de polímero
Los plásticos ignífugos son cruciales para nuestro uso diario. Sin ellos, habría muchos más focos de incendio y un mayor número de víctimas mortales por estos siniestros de los que tenemos ahora. Porque muchos plásticos tienden naturalmente a incendiarse cuando se exponen a altas temperaturas. Sólo los polímeros con resistencia inherente a las llamas pueden resistir esta tendencia. Desgraciadamente, no hay muchos de ellos para las vastas aplicaciones de los polímeros en nuestro mundo. Pero la buena noticia es que, para estos polímeros no resistentes a la llama, disponemos de aditivos poliméricos ignífugos.
Sin embargo, no basta con mezclar cualquier tipo de polímero con cualquier tipo de retardante de llama y esperar que el material no arda en llamas. Los procesos de retardación de la llama en estos polímeros y la elección de los propios aditivos suelen ser complejos. Por eso, tenemos en este artículo todo lo que necesita saber sobre los retardantes de llama, incluido:
Se puede intentar hacer que el propio polímero sea ignífugo mejorando su estabilidad térmica intrínseca. Esto haría que los polímeros fueran menos propensos a descomponerse por la exposición a altas temperaturas. Pero sería una empresa más cara, teniendo en cuenta los volúmenes de polímeros que habría que alterar intrínsecamente para satisfacer las aplicaciones masivas de los polímeros. La alternativa más barata, pero igualmente eficaz, es el uso de retardantes de llama.
Comentarios
Los retardantes de llama se refieren a una variedad de compuestos químicos que se añaden a materiales que de otro modo serían combustibles para crear una capa de protección contra la inflamabilidad, proporcionando más tiempo para escapar y para que los socorristas puedan salvar vidas y minimizar los daños materiales.
Dado que la necesidad de reducir el riesgo de incendio es fundamental para muchas aplicaciones textiles y de papel, los retardantes de llama están presentes en productos que van desde el mobiliario doméstico (muebles tapizados, cortinas, colchones, etc.) hasta el transporte (asientos de tela, filtración de aire y líquidos, y otros componentes), pasando por los materiales de construcción (moquetas y paredes), entre otros. Cada aplicación tiene sus propias necesidades ignífugas inherentes, lo que plantea retos únicos a los formuladores.
El fuego se alimenta de tres cosas: el calor, el oxígeno y el combustible. Si se quita uno de esos elementos del “triángulo del fuego”, el fuego se apaga. Los retardantes de llama actúan de tres maneras para cumplir las directrices de retardación de la llama. Se basan en reacciones químicas que reducen la inflamabilidad de los combustibles o retrasan su combustión, o cubren el oxígeno que el fuego necesita para propagarse. Los retardantes de llama también pueden enfriar el combustible mediante una acción física o reacciones químicas endotérmicas.