Retardantes de llama en plásticos: pasado y presente

Retardantes de llama en plásticos: pasado y presente

Los retardantes de llama son una clase de productos químicos diseñados específicamente para proporcionar protección pasiva contra incendios a polímeros en situaciones específicas de riesgo de incendio.La protección contra incendios proporcionada por los retardantes de llama puede variar desde retardar la llama, ralentizar el crecimiento de la propagación de la llama/liberación de calor hasta reducir el humo y los gases tóxicos.Cuando se seleccionan y utilizan correctamente, los retardantes de llama se pueden utilizar para implementar una variedad de medidas de seguridad.Es importante recordar que cada solución retardante de llama debe personalizarse para un polímero específico y pruebas específicas.En otras palabras, los retardantes de llama son productos químicos utilizados en termoplásticos, termoestables, textiles y revestimientos para prevenir o resistir la propagación del fuego.

Los retardantes de llama son un tipo de aditivo polimérico que se agrega a los plásticos durante el proceso de fabricación para aportar beneficios específicos al plástico que el polímero base no puede proporcionar por sí solo (por ejemplo, mejores propiedades mecánicas, térmicas o eléctricas, color, oxígeno o rayos UV). proteccion).Un punto importante a entender es que no existe un retardante de llama universal, porque un material que funciona bien con un polímero en una prueba particular puede no funcionar con el mismo polímero en otra prueba, o con un polímero diferente en la misma prueba.Cada aplicación de retardante de llama debe tener una prueba específica para un polímero específico.El desarrollo de nuevas aplicaciones retardantes de llama requiere una investigación adecuada y una observación cuidadosa de la química de los polímeros, el comportamiento de descomposición térmica de los polímeros y los mecanismos retardantes de llama.

El tamaño del mercado mundial de la industria de retardantes de llama fue de 7.200 millones de dólares en 2022, creciendo a una tasa compuesta anual de aproximadamente el 5,1% y se espera que alcance los 9.700 millones de dólares en 2028. Las aplicaciones importantes incluyen productos aeroespaciales, automotrices, electrónicos y eléctricos, alfombras, textiles, productos de masa. transporte (trenes, barcos y metro), edificación y construcción, militar y alambres y cables.

Los retardantes de llama más comunes son los retardantes de llama bromados, los cuales son ampliamente utilizados debido a su gran eficacia en una amplia gama de polímeros y aplicaciones, así como a su bajo costo.Estos materiales ya se conocían en la década de 1930 y han demostrado ser eficaces.Sin embargo, el uso de algunos retardantes de llama planteó preocupaciones ambientales y de salud y tuvo que suspenderse.Por ejemplo, los bifenilos policlorados (PCB) fueron prohibidos en 1977 después de que se descubrió que eran tóxicos.La UE prohibió varios PBDE en 2008, 10 años después de que se descubriera que se acumulaban en la leche materna en Suecia.

En lo que respecta a las cuestiones medioambientales, dos importantes acontecimientos medioambientales han captado la atención del público y han provocado un rechazo general hacia los productos químicos en el mundo occidental.Entre ellos se incluyen el Gran Smog de Londres (Reino Unido, 1952) y el incendio del río Cuyahoga (cerca de Cleveland, Ohio, EE.UU., 1969), donde la manipulación incorrecta de los productos químicos provocó que el río 'se incendiara' y provocara un gran número de incendios. fallecidos.En 2006, el último gran productor de pentaBDE y octaBDE (Great Lakes Chemical Company, ahora parte de Chemtura) retiró voluntariamente ambos productos químicos del mercado.En 2006, el último gran productor de pentaBDE y octaBDE (Great Lakes Chemical Corporation, ahora parte de Chemtura) retiró voluntariamente ambos productos químicos, y la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) los reguló estrictamente para garantizar que no hubiera No hay nuevos usos significativos para ellos.

Además, en mayo de 2012, el Chicago Tribune publicó un artículo informativo pidiendo la prohibición del uso de toda la clase de retardantes de llama.En el artículo, el Chicago Tribune mencionó que los químicos tóxicos utilizados en los productos plásticos se han relacionado con problemas de salud graves, como cáncer, problemas de desarrollo, deficiencias neurológicas y problemas de fertilidad.

Teniendo en cuenta los inconvenientes de los retardantes de llama mencionados anteriormente, después de finales de 2013 o 2014 ya no se permitirá el uso de retardantes de llama que se han utilizado durante décadas, como los éteres de difenilo bromados (BDE) y el hexabromociclododecano (HBCD).

A la luz de todas estas preocupaciones, los fabricantes de retardantes de llama están considerando la introducción de varios retardantes de llama diferentes que no sean perjudiciales para el medio ambiente y no causen problemas de salud.

¿Qué hay de nuevo con los retardantes de llama?

Con la prohibición de los retardantes de llama bromados, muchas empresas han introducido nuevas alternativas.En muchos casos, la alternativa es un polímero bromado polimerizado o un retardante de llama no halogenado.Esto se debe a que los materiales poliméricos tienden a tener un impacto ambiental mucho menor (baja bioacumulación y toxicidad) que los materiales de moléculas pequeñas.Es probable que continúe el uso de retardantes de llama poliméricos a medida que los fabricantes de retardantes de llama sigan avanzando en esta tecnología.De hecho, desde el punto de vista de la producción, los retardantes de llama polimerizados ofrecen una serie de ventajas sobre los retardantes de llama a los que reemplazan.Específicamente, pueden ser más fáciles de fundir compuestos en plásticos y proporcionar un mejor equilibrio de propiedades en el producto plástico final, que será una mezcla de polímero/polímero en lugar de un polímero con cargas/aditivos.

Nuevos retardantes de llama comerciales no halogenados

La primera clase de nuevos retardantes de llama no halogenados son los compuestos de fosfonato poliméricos/isoméricos.Todos estos aditivos y oligómeros pueden fundirse, combinarse con otros polímeros o usarse directamente como materiales inherentemente retardantes de llama.Se han utilizado en una amplia gama de aplicaciones como fibras, electrónica, transporte (aeroespacial, trenes), edificación y construcción.Los polímeros más eficaces parecen ser aquellos que contienen oxígeno en la estructura del polímero, incluidos los policarbonatos, poliésteres [insaturados, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno], poliuretanos termoplásticos y resinas epoxi.

Recubrimientos protectores: nuevos métodos retardantes de llama

Otro método para lograr protección retardante de llama en materiales termoplásticos es el uso de revestimientos protectores.Hay dos métodos principales asociados con los termoplásticos.El primero es el uso de revestimientos reflectantes de infrarrojos en termoplásticos para que el material nunca se caliente lo suficiente como para descomponerse térmicamente y encenderse.

El otro método de recubrimiento protector es el uso de recubrimientos capa por capa (LbL).Este método se ha utilizado con éxito en textiles y espumas.

Retardantes de llama para la fabricación aditiva de plástico

El año pasado, una tecnología completamente nueva abrió nuevos mercados, nuevas aplicaciones y el potencial de llevar la fabricación de productos plásticos a aún más empresas.La tecnología que ha provocado esta explosión es la fabricación aditiva o impresión 3D.La tecnología de fabricación aditiva tiene el potencial de poner al alcance piezas, diseños y formas de plástico personalizados, en muchos aspectos muy similar a la forma en que la imprenta ha hecho que el texto sea más ubicuo.

La pregunta es ¿cómo surgieron los retardantes de llama?

La respuesta se puede encontrar en la aplicación de piezas impresas.Más específicamente, se trata de examinar los usos de las piezas impresas y los riesgos de incendio asociados con esos usos.

Si solo estás imprimiendo un juguete o una forma ordenada que se usará como modelo, entonces cualquier plástico que sea compatible con el proceso de impresión 3D es aceptable.Sin embargo, si está fabricando una carcasa personalizada o piezas personalizadas para una aplicación electrónica, puede haber un riesgo de incendio asociado.Si existe la posibilidad de que se produzca un cortocircuito cerca de la pieza de plástico, es posible que se requiera retardo de llama y es posible que los termoplásticos comunes utilizados para la impresión 3D (normalmente HIPS o ABS) no puedan satisfacer esta necesidad.

Además de todos estos avances en el campo de los retardantes de llama, se han celebrado varias conferencias a nivel internacional en las que expertos en el campo se han reunido para discutir cómo fabricar retardantes de llama que no representen una amenaza para el medio ambiente y la salud biológica.Todos estamos de acuerdo en que los retardantes de llama son necesarios porque previenen incendios, pero los fabricantes de retardantes de llama deberían intentar crear formulaciones que no pongan en peligro la salud de todos los seres vivos y al mismo tiempo garanticen la seguridad ambiental.

Lo anterior es la introducción del contenido pasado y presente del retardante de llama. Si desea continuar hablando con nosotros, ¡bienvenido a contactarnos!