Mejora la seguridad: El caso de negocio para plásticos resistentes al fuego en diseño de productos

La alta clasificación de inflamabilidad de los plásticos ha causado muchos accidentes domésticos y comerciales. Más del 23% de los accidentes de incendio domésticos comienzan en electrodomésticos plásticos como televisores, radios, alfombras, electrodomésticos de cocina, adaptadores de energía, etc.

¿Qué pasaría si hay una forma de reducir la inflamabilidad de los plásticos? ¡Esto significa menos accidentes de incendio! Aquí aprenderás en detalle la importancia de la resistencia al fuego y cómo se clasifica la inflamabilidad. También aprenderás extensamente sobre plástico retardante de llama.

Importancia de los plásticos resistentes al fuego

Los plásticos son indudablemente uno de los materiales más importantes en mecanizado de piezas. Sin embargo, una ventaja que el metal tiene sobre ellos es su menor tendencia a incendiarse. Sin embargo, con plásticos resistentes al fuego, su riesgo de inflamabilidad se reduce. Aparte de su reducción de inflamabilidad, aquí hay otras razones por las que los plásticos resistentes al fuego son importantes:

Ayuda a hacer piezas más seguras para usar

Los plásticos son uno de los materiales más ampliamente usados en producción de piezas. Sin embargo, usarlos para piezas donde hay mucho calor involucrado podría plantear un problema debido a su alta inflamabilidad. Este no es el caso con plásticos con baja clasificación de inflamabilidad. Debido a su capacidad para resistir el fuego hasta cierto punto, ayudan a mejorar aún más el uso de plásticos para aplicaciones de alta temperatura y los hacen más seguros para usar.

Ayuda a proteger al usuario de estas piezas

Cuando la pieza es más segura de usar, el usuario también está a salvo de riesgos de incendio. Especialmente si la pieza es un componente de una maquinaria mayor, es bastante importante usar plásticos resistentes al fuego. Esto es porque el fuego de la pieza plástica podría llevar a un incendio mayor si no se apaga rápidamente. Esto podría poner al usuario de la pieza en riesgo de asfixia por dióxido de carbono. El individuo también puede sufrir quemaduras graves del fuego, lo que puede llevar a la muerte también. Sin embargo, los plásticos con bajas clasificaciones de inflamabilidad ayudan a prevenir esto. Si no hay brote de incendio, no habrá combustión grave y nadie sufrirá quemaduras graves. Así, los plásticos resistentes al fuego ayudan a salvar vidas.

Cómo determinar el nivel de resistencia al fuego

Tanto como los plásticos resistentes al fuego son importantes en mecanizado, debes ser capaz de conocer el grado de su resistencia al fuego antes de usarlos. Aquí es donde entra en juego UL94. UL 94 es uno de los estándares de prueba de inflamabilidad de plásticos más ampliamente aceptados. Es publicado por los Laboratorios de Aseguradores Independientes de los Estados Unidos, de donde obtuvo su acrónimo (UL). Es un estándar que determina la tendencia de un material a encenderse o propagar la llama una vez encendido.

Por tanto, las clasificaciones UL se dan basadas en los tiempos de combustión del material, distancia de combustión horizontal o vertical, y el tiempo requerido para que la llama se extinga. Diferentes muestras de materiales similares podrían tener diferentes resultados UL 94 debido a su espesor. Por ejemplo, el tiempo requerido para que un plástico de 2mm de espesor se extinga diferirá del tiempo necesario para el mismo plástico de 10mm de espesor para extinguirse. El primero requerirá menos tiempo, mientras que el segundo tomará más tiempo.

Clasificaciones UL94

Hay seis clasificaciones de retardante de fuego UL94, e incluyen (del más retardante al menos retardante):

• 5VA: la combustión no excede 60 segundos en una muestra vertical. No permite ningún goteo. Las muestras de placa pueden no desarrollar agujeros.
• 5VB: la combustión no excede 60 segundos en una muestra vertical. No permite ningún goteo. Puede haber un agujero en la muestra de placa.
• V-0: la combustión no excede 10 segundos en una muestra vertical. Permite gotas de partículas inflamadas mientras no estén inflamadas.
• V-1: la combustión no excede 30 segundos en una muestra vertical. Permite gotas de partículas inflamadas mientras no estén inflamadas.
• V-2: la combustión no excede 30 segundos en una muestra vertical. Permite gotas de partículas inflamadas.
• HB: tiene una tasa de combustión de < 76 mm/min para espesor < 3 mm. La combustión se detiene antes de 100 mm. Presenta combustión lenta en muestras horizontales.

La imagen de abajo da una representación visual de la clasificación UL-94

Algunos plásticos no cumplen el requisito de 5VA, 5VB y V-0. Para cumplir estos criterios, los plásticos necesitan aditivos. Sin embargo, esto agregará al costo de fabricación. Así, a menudo no es deseable. También tiende a afectar las propiedades mecánicas del plástico y causar otros problemas de fabricación.

Cómo seleccionar plásticos retardantes de llama para tu producto

La mayoría de los plásticos son naturalmente inflamables. Sin embargo, puedes reducir su tendencia a inflamabilidad incluyendo aditivos en su composición. Estos aditivos están hechos de compuestos químicos que ayudan a inhibir o retardar la ignición o combustión del plástico. Sin embargo, probablemente te estés preguntando cómo exactamente estos aditivos hacen que los plásticos sean resistentes al fuego.

Estos compuestos ayudan a mantener el plástico estable bajo estrés térmico y previenen que combustione. Por tanto, los plásticos retardantes de llama pueden resistir el estrés térmico sin combustar fácilmente. El fuego arde en presencia de tres elementos básicos: oxígeno, combustible y calor. Por tanto, la ciencia del retardante de llama es que inician una reacción química que ayuda a moderar cualquiera o todos estos elementos. También liberan agua para prevenir que el plástico se queme.

Cómo los plásticos resistentes al fuego reducen la inflamabilidad

Aquí hay algunas formas probadas por las que los plásticos resistentes al fuego pueden lograr una clasificación de inflamabilidad más baja:

• Aumentar la resistencia a la ignición del plástico: los plásticos poseen una alta propiedad de ignición. Sirven como combustible para un fuego. Ahora, imagina revertir esta ecuación de tal manera que tengan baja propiedad de ignición. Eso es precisamente lo que hacen los plásticos con bajas clasificaciones de inflamabilidad. Aumentan su resistencia a la ignición, haciéndolos inadecuados para quemar.
• Obstaculiza la velocidad de propagación de la llama: los fuegos continúan ardiendo cuando interactúan con otros materiales inflamables alrededor. Los compuestos retardantes de llama ayudan a reducir tal velocidad. Una vez que el fuego llega al plástico retardante de llama, choca con un freno y previene que se expanda a otros materiales. Esto ayuda a prevenir daños mayores y hace que apagar el fuego sea más fácil.
• Reduce la generación de humo y humos: cuantos más materiales arden, mayor la generación de humo. Por otro lado, menores los materiales que arden, menor la generación de humo. Como consecuencia de prevenir la combustión adicional de materiales plásticos, el termoplástico retardante de llama ayuda a reducir la generación de humo y humos.

Los plásticos retardantes de llama juegan roles esenciales en protección contra incendios. Un muy buen ejemplo de tales plásticos resistentes al fuego incluye PEEK.

Sin embargo, también debes considerar los efectos secundarios de estos plásticos resistentes al fuego al elegirlos. Esto es porque la mayoría de retardantes de llama también pueden causar algunos problemas tóxicos y costosos. Algunos de estos efectos secundarios incluyen:

• Algunos retardantes de llama se volatilizan y pueden entrar en tus productos fabricados
• Pueden liberar productos de descomposición tóxicos
• Algunos plásticos retardantes de llama son costosos y pueden agregar a tu costo de producción

Así, estos son los factores esenciales que debes considerar antes de elegir plásticos retardantes de llama para tus productos.

Conclusión

Los accidentes de incendio causados por plásticos son principalmente debido a su alta clasificación de inflamabilidad. Sin embargo, puedes proteger tus piezas y otros materiales usando resistencia al fuego. Además de proteger tus materiales, los resistentes al fuego también pueden ayudar a salvar vidas previniendo brotes de incendio.

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Preguntas frecuentes

P: ¿Cómo se hace plástico resistente al fuego?

R: Puedes hacer plástico resistente al fuego añadiendo óxido de magnesio hidratado u óxido de aluminio solo o con compuestos de fósforo o bromo a polietileno de baja densidad. Cuando hay un brote de incendio, los compuestos se descomponen y absorben la energía del fuego, previniendo que el plástico se queme.

P: ¿Cuál es el nivel de resistencia al fuego del plástico?

R: Esta es la capacidad del material plástico para resistir un fuego bajo condiciones de prueba por un cierto período de tiempo.