¿Cuáles son los diferentes tipos de retardantes compuestos de llama?

Los riñonaletardantes compuestos de la llama son una parte indispensable de la ciencia de los materiales modernos. doombinan dos o más tipos diferentes de componentes de retardantes de llama de una manera específica para crear un efecto sinérgico, logryo un nivel de retraso de la llama que un solo agente no puede. Esta acción sinérgica no solo aumenta la eficiencia del retardante de llama, sino que también reduce la cantidad de aditivo necesaria, minimizando los impactos negativos en las propiedades físicas del material, como la resistencia mecánica y la procesabilidad.

1. Clasificación po mecanismo de retardante de llama

La ventaja central de Retardantes de la llama compuesta Se encuentra en la sinergia de sus múltiples mecanismos de retardante de llama. Según su modo de acción principal, se pueden clasificar de la siguiente manera:

1. Retardantes de llama compuesta halógena-inorgánica

   • Componentes centrales: Principalmente consisten en retardantes de llama halogenados (como decabromodiphenil etano, resinas epoxi bromadas, etc.) y retardantes de llama inorgánica (como trióxido de antimonio, hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, etc.).

   • Mecanismo: Los retardantes de la llama halogenados liberan radicales halógenos durante la combustión, que capturan los radicales producidos por la descomposición térmica del polímero, interrumpiendo la reacción de la cadena de combustión. Compuestos inorgánicos como el trióxido de antimonio ( $S{b}_2{O}_3$ ) actuar como un sinnergista aquí. Reacciona con el retardante de llama halogenada para formar haluros de antimonio más eficientes (como $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), mejorando aún más el efecto de retardante de la llama en fase gaseosa. Además, los hidróxidos inorgánicos como el magnesio y el hidróxido de aluminio absorben el calor a medida que se descomponen y liberan vapor de agua para diluir gases inflamables, formando una barrera física que proporciona retraso de la llama de fase sólida.

   • Aplicaciones: Se utiliza principalmente en termoplásticos como poliestireno y polipropileno, así como en aislamiento de cables y otros materiales aislantes.

2. Retardantes de llama compuesta de fósforo-nitrógeno

   • Componentes centrales: Principalmente compuestos de compuestos que contienen fosforus (como el fósforo rojo, los ésteres de fosfato, el fosfato de poliamonio (PAP, etc.) y los compuestos que contienen nitrógeno (como melamina, cianurato de melamina-MCA, guanidina, etc.).

   • Mecanismo: El efecto sinérgico de este tipo de retardante de llama es muy significativo. Los compuestos que contienen fósforo se deshidratan cuando se calientan para formar una capa de carbón, lo que crea una barrera densa en la superficie del material. Esta barrera aísla el material del calor, el oxígeno y los gases inflamables, sirviendo como retraso de la llama de fase sólida mecanismo. Al mismo tiempo, los compuestos que contienen nitrógeno se descomponen a altas temperaturas para producir gases no combustibles (como ${norte}_2$ and $norte{H}_3$ ). Estos gases diluyen efectivamente la concentración de gases inflamables, logrando un retardante de fase gaseosa efecto. Los compuestos que contienen nitrógeno también promueven la formación de la capa de carbón, lo que aumenta aún más el rendimiento del retardante de llama.

   • Aplicaciones: Ampliamente utilizado en poliuretanos, resinas epoxi, poliolefinas y otros campos, especialmente donde la protección del medio ambiente es una consideración clave, como en electrónica, materiales de construcción y transporte.

3. Retardantes de llama compuesta intumescente (IFR)

   • Componentes centrales: Las NIIF son inherentemente un sistema compuesto, que generalmente contienen tres componentes clave:

     • Fuente ácida: Deshidrata la fuente de carbono para la formación de carbón, como el fosfato de poliamonio (APP), el ácido bórico o el ácido fosfórico.

     • Fuente de carbono: Una sustancia que puede ser catalizada por la fuente ácida para formar una capa de carbón a altas temperaturas, como pentaeritritol, almidón o sorbitol.

     • Fuente de gas: Se descompone a altas temperaturas para producir gases no combustibles, lo que hace que la capa de carbón se hinche y espuma, como la melamina o la guanidina.

   • Mecanismo: El mecanismo de las NIIF es un ejemplo clásico de retraso de la llama de fase sólida . Cuando se calienta, la fuente de ácido produce ácido, lo que hace que la fuente de carbono se deshidrata y forme Char. Simultáneamente, la fuente de gas se descompone y produce gases que hacen que la capa de carbón de formación se espuma y se expanda. Esto da como resultado una capa de espuma porosa gruesa, no combustible y porosa en la superficie del material. Esta capa de espuma no solo aísla el material del oxígeno y el calor, sino que también evita la liberación de gases inflamables, logrando un resultado altamente efectivo-retardante de llama.

   • Aplicaciones: Ampliamente utilizado en plásticos de ingeniería, textiles, recubrimientos y adhesivos. Son muy favorecidos por su sin halógeno y ecológico propiedades.

2. Clasificación por forma de retardante de llama y compatibilidad

Además de su mecanismo, los retardantes de la llama compuesta también pueden clasificarse por su forma física y compatibilidad con el material base:

1. Retardantes de la llama compuesta de polvo

   • Características: Dos o más retardantes de llama se mezclan simplemente como polvos de tamaño micron o nano, típicamente una mezcla de retardantes de llama inorgánicos y orgánicos.

   • Ventajas: Proceso de producción simple y costo relativamente bajo.

   • Desventajas: Puede sufrir una dispersión de polvo desigual, lo que afecta la estabilidad del efecto de retardante de llama.

   • Ejemplos: Una mezcla de trióxido de antimonio y decabromodiphenil etano.

2. Retardantes de llama compuesto de MasterBatch

   • Características: Los retardantes de llama múltiples se dispersan en un portador de polímeros para crear gránulos de alta concentración (Masterbatches).

   • Ventajas: Los retardantes de la llama se dispersan uniformemente dentro del material base, mejorando la estabilidad y la consistencia del efecto de retardante de llama. La forma MasterBatch también facilita el manejo y el procesamiento y reduce la contaminación del polvo.

   • Desventajas: Costo de producción relativamente alto, que requiere una selección cuidadosa de una resina portadora apropiada.

   • Ejemplos: Un masterbatch de retraso de llama realizado mediante la mezcla de retardantes de llama de fósforo-nitrógeno con un portador de polipropileno.

3. Retardantes de llama compuesta microencapsulada

   • Características: Los retardantes de la llama están encapsulados dentro de un polímero u otro material de pared de microcápsulas, formando una estructura de núcleo a la cubierta a nivel de micras.

   • Ventajas: Resuelve el problema de la mala compatibilidad entre los retardantes de la llama y la matriz de polímeros, reduciendo la migración y el sangrado de los aditivos. También protege el retardante de la llama del calor y la humedad, mejorando su estabilidad térmica.

   • Desventajas: El proceso de preparación es complejo y costoso.

   • Ejemplos: Fósforo rojo microencapsulado, donde la capa externa previene efectivamente la oxidación y la hidrólisis del fósforo rojo, resolviendo problemas de seguridad durante su uso.

Conclusión

Retardantes de llama compuesta ( Sistemas de retardantes sinnérgicos de llama ) se han convertido en una dirección crucial en el desarrollo de la tecnología de retardantes de llama debido a sus efectos sinérgicos únicos. Mejoran el rendimiento de los materiales retardantes de llama mientras consideran la amabilidad y procesabilidad ambiental. A medida que la demanda de materiales ecológicos y de alto rendimiento continúa creciendo, las investigaciones futuras se centrarán en desarrollar sistemas compuestos nuevos, eficientes, sin halógenos, de bajo humo y de baja toxicidad. Estos sistemas incorporarán tecnologías avanzadas como la nanotecnología y la microencapsulación para lograr avances en aplicaciones más de alto valor.