Por lo tanto, a menudo es necesario agregar aditivos plásticos retardantes de llama para cumplir con los estándares regulatorios gubernamentales y de la industria. Los aditivos plásticos retardantes de llama son compuestos agregados a plásticos y otros materiales para inhibir, suprimir o retrasar la combustión. Estos compuestos son útiles para la quema inminente en la fase de encendido del fuego. No evitan la carbonización o la fusión ni aumentan la resistencia al calor de un material. Los retardantes de la llama tampoco son efectivos cuando un incendio está completamente comprometido. No existe un aditivo universal para todos los plásticos, sino que cada retardante de llama es específico para un polímero particular y una prueba de inflamabilidad particular.
Para comprender cómo funcionan los retardantes de la llama, es necesario comprender cómo se queman los materiales. Cuando vemos la llama de un objeto ardiente, en realidad estamos viendo la combustión de gases inflamables emitidos durante su descomposición térmica. Este proceso es la pirólisis de llamadas.
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 oxígeno y reacciones químicas exotérmicas que se producen produciendo radicales libres (H y OH). En combustión completa, se producen H2O y CO2, así como otros gases específicos de materiales. La forma en que los retardantes de la llama interfieren en la pirólisis de un polímero depende del (s) retardantes (s) de llama utilizados y el plástico quemado. Los retardantes de la llama pueden ser activos o reactivos. Medios activos se mezclan en un polímero y medios reactivos insertados en la molécula de polímero. Ambos tipos pueden suprimir la ignición en el estado de vapor (gaseoso) de un incendio y en el estado condensado (sólido). Tres procesos comunes incluyen degradación endotérmica, enfriamiento de radicales de fase gaseosa y blindaje térmico.
1) degradación endotérmica
Los compuestos minerales como el aluminio y los hidróxidos de magnesio son bien conocidos como antiácidos, pero también pueden usarse como retardantes de llama. Estos aditivos de plástico descomponen endotérmicamente cuando se someten a alto calor. Este proceso elimina el calor del plástico y enfría el material. Mientras que las altas temperaturas de procesamiento para plásticos y temperaturas de descomposición relativamente bajas para hidróxidos e hidratos pueden limitar su uso, el hidróxido de aluminio representa más del 70% de la demanda total del mercado en 2012. , Hidromagnesita y óxidos de zinc.
2) enfriamiento radical de fase gaseosa
Los aditivos de plástico retardantes de llama más comunes son los retardantes de llama bromados (BRF). Los retardantes de la llama bromados son compuestos organohalógenos. Los compuestos clorados y bromados experimentan degradación térmica que libera cloruro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno. Estos reaccionan con los radicales H y OH en la llama que producen radicales de cloro y bromo. Como los radicales halógenos son menos reactivos que los radicales H u OH, retrasan las reacciones de oxidación de la llama. Los retardantes de llama halogenados tienen un costo bajo y trabajan en una amplia variedad de polímeros. Cabe señalar que los retardantes halogenados se consideran tóxicos para los humanos y los animales y muchos han sido prohibidos.
3) blindaje térmico
Los retardantes de la llama de fósforo, que incluyen compuestos de fosfato-estérico, son compuestos no halogenados que actúan sobre el estado sólido de los materiales combustibles. El fósforo forma ácido fosfórico cuando se calienta, lo que cae el sólido que forma una gruesa capa vidriosa de carbono. Esta carbonización prohíbe la pirólisis y, por lo tanto, hay menos combustible disponible para el incendio. Los aditivos de plástico retardante de llama de fósforo pueden ser aditivos o reactivos. Además, se puede comprar compuestos de fósforo orgánico halogenado que incluyen un halógeno y fósforo. El halógeno actúa en la fase gaseosa de un fuego y el fósforo inhibe el fuego en el estado vendido.
4) sinergistas
La mayoría de los aditivos de plástico retardante de llamas se combinan para mejorar su eficacia general. Por ejemplo, los compuestos bromados a menudo se usan en sinergia con trióxido de antimonio. Esta combinación actúa como un catalizador para acelerar la liberación de radicales de bromo y cloro en el enfriamiento de radicales de fase gaseosa.
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