Comportamientos de los polimeros a la llama

Temperatura de ignición del plástico

Los materiales poliméricos retardados por la llama se utilizan en diversas aplicaciones en las que se exige un determinado comportamiento ante el fuego. Se definen objetivos de protección, como la inflamabilidad limitada en términos de obstaculización de la ignición sostenida o la contribución limitada a un incendio, y estos niveles de protección se prueban con especímenes o componentes definidos en escenarios de fuego definidos, es decir, diferentes pruebas de fuego. Superar una prueba de fuego específica cumpliendo lo que exige suele ser el objetivo de desarrollo más importante, por lo que los parámetros de las diferentes pruebas de fuego varían mucho para enfatizar las diferentes propiedades del fuego. Algunas pruebas de fuego se utilizan para examinar o proporcionar una evaluación general de los polímeros ignífugos durante el desarrollo, mientras que otras pruebas de fuego y experimentos a medida se realizan para abordar fenómenos especiales o comprender los modos de acción de la ignifugación. En todos los ensayos de fuego, el diablo está en los detalles, que exigen conocimientos técnicos y esfuerzos cruciales para gestionar la calidad de las investigaciones y la interpretación avanzada. Este capítulo pretende ofrecer una visión estructurada de todos estos aspectos.

Características de combustión de los polímeros

El comportamiento al fuego de los polímeros se examina principalmente con la tasa de liberación de calor dependiente del tiempo (HRR) medida con un calorímetro de cono. La HRR se utiliza para examinar el comportamiento al fuego de los materiales con y sin retardantes de llama, especialmente el polipropileno (PP-Copo) y el polietileno (PE-LD). El polipropileno se almacena hasta 99 días en condiciones normales y la tasa de liberación de calor muestra especialmente cambios alrededor de 100 s después de la irradiación con el calorímetro de cono, que pueden ser causados por los efectos del envejecimiento. También se examinó el efecto de la reticulación en el comportamiento de combustión del PP. Las poliamidas (PA 6) se irradian con una intensidad de radiación de 25 kW/m2 a 95 kW/m2 y de los resultados de las mediciones pueden derivarse principios relacionados con el fuego entre la intensidad de la radiación y el tiempo hasta la ignición. Para investigar de forma exhaustiva el comportamiento al fuego del PP (también con aditivos retardantes de llama), las muestras se expusieron también a una llama, según la norma UL 94, con una potencia pequeña (50 W) y se inflaman con la potencia de unos 100 W. La irradiación provoca mecanismos de activación de los aditivos retardantes de llama en un plástico diferentes a la exposición a la llama. Se demuestra que el compuesto, que es favorable para la irradiación, no es necesariamente bueno para la exposición a la llama. Se puede ver que el grafito expandible solo o con la adición de otros aditivos es un retardante de llama muy eficaz para el PP.

Inflamabilidad del polietileno

Los polímeros ignífugos son polímeros resistentes a la degradación a altas temperaturas. Se necesitan polímeros resistentes al fuego en la construcción de espacios pequeños y cerrados, como rascacielos, barcos y cabinas de avión[1]. En estos espacios reducidos, la capacidad de escape en caso de incendio se ve comprometida, lo que aumenta el riesgo de incendio. De hecho, algunos estudios informan de que alrededor del 20% de las víctimas de accidentes aéreos no mueren a causa del accidente en sí, sino por los incendios subsiguientes.[2] Los polímeros ignífugos también tienen aplicación como adhesivos en materiales aeroespaciales,[3] en el aislamiento de productos electrónicos,[3] y en materiales militares como la lona para tiendas de campaña.[4]

Algunos polímeros ignífugos presentan de forma natural una resistencia intrínseca a la descomposición, mientras que otros se sintetizan incorporando aditivos y cargas resistentes al fuego. La investigación actual sobre el desarrollo de polímeros ignífugos se centra en la modificación de diversas propiedades de los polímeros, como la facilidad de ignición, la tasa de liberación de calor y la evolución del humo y los gases tóxicos[1] Los métodos estándar para probar la inflamabilidad de los polímeros varían según los países; en Estados Unidos, las pruebas de fuego más comunes son la prueba de llama pequeña UL 94, el túnel Steiner ASTM E 84 y la cámara de humo del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) ASTM E 622. [1] La investigación sobre el desarrollo de polímeros seguros contra el fuego con propiedades más deseables se concentra en la Universidad de Massachusetts Amherst y en la Administración Federal de Aviación, donde en 1995 se inició un programa de investigación a largo plazo sobre el desarrollo de polímeros seguros contra el fuego. El Centro de Investigación de Polímeros de la UMass/Industria (CUMIRP) se creó en 1980 en Amherst, MA, como un grupo concentrado de científicos del mundo académico y de la industria con el fin de investigar la ciencia y la ingeniería de los polímeros[1].

Polímeros resistentes al fuego

Los polímeros resistentes al fuego son polímeros resistentes a la degradación a altas temperaturas. Se necesitan polímeros resistentes al fuego en la construcción de espacios pequeños y cerrados, como rascacielos, barcos y cabinas de avión[1]. En estos espacios reducidos, la capacidad de escape en caso de incendio se ve comprometida, lo que aumenta el riesgo de incendio. De hecho, algunos estudios informan de que alrededor del 20% de las víctimas de accidentes aéreos no mueren a causa del accidente en sí, sino por los incendios subsiguientes.[2] Los polímeros ignífugos también tienen aplicación como adhesivos en materiales aeroespaciales,[3] en el aislamiento de productos electrónicos,[3] y en materiales militares como la lona para tiendas de campaña.[4]

Algunos polímeros ignífugos presentan de forma natural una resistencia intrínseca a la descomposición, mientras que otros se sintetizan incorporando aditivos y cargas resistentes al fuego. La investigación actual sobre el desarrollo de polímeros ignífugos se centra en la modificación de diversas propiedades de los polímeros, como la facilidad de ignición, la tasa de liberación de calor y la evolución del humo y los gases tóxicos[1] Los métodos estándar para probar la inflamabilidad de los polímeros varían según los países; en Estados Unidos, las pruebas de fuego más comunes son la prueba de llama pequeña UL 94, el túnel Steiner ASTM E 84 y la cámara de humo del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) ASTM E 622. [1] La investigación sobre el desarrollo de polímeros seguros contra el fuego con propiedades más deseables se concentra en la Universidad de Massachusetts Amherst y en la Administración Federal de Aviación, donde en 1995 se inició un programa de investigación a largo plazo sobre el desarrollo de polímeros seguros contra el fuego. El Centro de Investigación de Polímeros de la UMass/Industria (CUMIRP) se creó en 1980 en Amherst, MA, como un grupo concentrado de científicos del mundo académico y de la industria con el fin de investigar la ciencia y la ingeniería de los polímeros[1].

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