¡Este plástico está en llamas! 4 tipos de aditivos plásticos ignífugos

Como ciertas estrellas del pop, los plásticos son generalmente inflamables.

Por lo tanto, a menudo es necesario agregar aditivos plásticos retardadores de llama para cumplir con los estándares regulatorios gubernamentales y de la industria. Los aditivos plásticos retardadores de llama son compuestos que se agregan a los plásticos y otros materiales para inhibir, suprimir o retrasar la combustión. Estos compuestos son útiles en inminentes quemaduras en la fase de ignición del fuego. No evitan que se queme o se derrita ni aumentan la resistencia al calor de un material. Los retardadores de llama tampoco son efectivos cuando el fuego está completamente encendido. No existe un aditivo universal para todos los plásticos, sino que cada retardante de llama es específico para un polímero en particular y una prueba de inflamabilidad en particular.

Para comprender cómo funcionan los retardadores de llama, es necesario comprender cómo se queman los materiales. Cuando vemos la llama de un objeto en llamas, en realidad estamos viendo la combustión de gases inflamables emitidos durante su descomposición térmica. Este proceso se llama pirólisis.

La pirólisis es el proceso en el que las moléculas de cadena larga de una cadena de polímero se degradan en moléculas de hidrocarburos más pequeñas y gases inflamables. Estos gases se mezclan con el oxígeno y se producen reacciones químicas exotérmicas que producen radicales libres (H y OH). En combustión completa, H ₂ O y Co ₂ se producen así como otros gases específicos de materiales. La forma en que los retardantes de llama interfieren en la pirólisis de un polímero depende de los retardantes de llama utilizados y del plástico quemado. Los retardadores de llama pueden ser activos o reactivos. Medios activos mezclados en un polímero y medios reactivos insertados en la molécula de polímero. Ambos tipos pueden suprimir la ignición en estado de vapor (gaseoso) de un fuego y en estado condensado (sólido). Tres procesos comunes incluyen la degradación endotérmica, la extinción de radicales en fase gaseosa y el blindaje térmico.

1) Degradación endotérmica

Los compuestos minerales como los hidróxidos de aluminio y magnesio son bien conocidos como antiácidos, pero también pueden usarse como retardadores de llama. Estos aditivos plásticos se descomponen endotérmicamente cuando se someten a altas temperaturas. Este proceso elimina el calor del plástico y enfría el material. Si bien las altas temperaturas de procesamiento de los plásticos y las temperaturas de descomposición relativamente bajas de los hidróxidos e hidratos pueden limitar su uso, el hidróxido de aluminio representó más del 70% de la demanda total del mercado en 2012. Los retardadores de llama minerales suelen ser aditivos e incluyen compuestos de boro, óxidos de antimonio, huntita , hidromagnesita y óxidos de zinc

2) Enfriamiento de radicales en fase gaseosa

Los aditivos plásticos retardadores de llama más comunes son retardadores de llama bromados (BRF). Los retardadores de llama bromados son compuestos organohalogenados. Los compuestos clorados y bromados sufren degradación térmica liberando cloruro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno. Estos reaccionan con los radicales H y OH en la llama produciendo radicales cloro y bromo. Como los radicales halógenos son menos reactivos que los radicales H u OH, retardan las reacciones de oxidación de la llama. Los retardantes de llama halogenados son de bajo costo y funcionan en una amplia variedad de polímeros. Cabe señalar que los retardantes halogenados se consideran tóxicos para los seres humanos y los animales y muchos han sido prohibidos.

3) Blindaje térmico

Los retardantes de llama de fósforo, que incluyen compuestos de éster de fosfato, no están halogenados compuestos que actúan sobre el estado sólido de materiales combustibles. El fósforo forma ácido fosfórico cuando se calienta, lo que carboniza el sólido formando una gruesa capa vítrea de carbono. Esta carbonización prohíbe la pirólisis y, por lo tanto, hay menos combustible disponible para el fuego. Los aditivos plásticos retardadores de llama de fósforo pueden ser aditivos o reactivos. Además, se pueden comprar compuestos orgánicos de fósforo halogenados que incluyen un halógeno y fósforo. El halógeno actúa sobre la fase gaseosa de un fuego y el fósforo inhibe el fuego en estado vendido.

4) Sinergistas

La mayoría de los aditivos plásticos retardadores de llama se combinan para mejorar su eficacia general. Por ejemplo, los compuestos bromados se utilizan a menudo en sinergia con el trióxido de antimonio. Esta combinación actúa como un catalizador para acelerar la liberación de radicales de cloro y bromo en la extinción de radicales en fase gaseosa.

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