Mecanismo de fase gaseosa - Polímeros termoplásticos, elastómeros resistente a la flama

Mecanismo de fase gaseosa

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Mecanismo de fase gaseosa

Los aditivos en fase gaseosa más conocidos son compuestos halogenados; solo por nombrar algunos, decabromo difenil etano (HBCD) y poliestireno bromado. Estos aditivos generan compuestos en la fase gaseosa que capturan radicales que de otro modo promoverían la continuación de la combustión. Este tipo de mecanismo generalmente se obtiene gracias a los aditivos halogenados y, por lo tanto, también es la base del comportamiento de la llama del PVC, que contiene cloro a lo largo de la cadena del polímero. Cuando se calientan, los halógenos generan el haluro de hidrógeno correspondiente (por lo tanto, HCl para aditivos a base de cloro y HBr para aditivos a base de bromo), que a su vez reacciona con los radicales generados por la combustión (por ejemplo, OH •, H • y otros) formando radicales estables como Cl • o Br •, por lo tanto con muy baja reactividad. Como se sabe, cuando se usan estos aditivos, también se usa con frecuencia un compuesto sinérgico, generalmente trióxido de antimonio (Sb2O3) o borato de zinc (ZnO \ beta B2O3 en diferentes proporciones), agregado al 30-50% en peso con respecto al compuesto halogenado para mejorar su efectividad La sinergia se debe al hecho de que el óxido reacciona con el ácido halogenítrico generando vapor de agua y, con reacciones posteriores con los radicales H •, nuevamente el ácido halogenídico mismo.Como se sabe, cuando se usan estos aditivos, también se usa muy a menudo un compuesto sinérgico, generalmente trióxido de antimonio (Sb2O3) o borato de zinc (ZnOB2O3) en diferentes proporciones), para mejorar su efectividad. La sinergia se debe al hecho de que el óxido reacciona con el ácido halogenítrico generando vapor de agua y, con las reacciones posteriores con los radicales H +, el ácido halogenídico nuevamente.

Ventajas : versatilidad, bajo costo, disponibilidad, mantenimiento de propiedades mecánicas
Desventajas : problemas ambientales tanto para el compuesto halogenado como para los sinergistas

Decabromodifenil éter / óxido de decabromodifenilo (Deca-BDE)

Es un retardante de llama de uso universal para todos los plásticos. Decabromo está disponible en el comercio como un polvo cristalino y se usa como un aditivo ignífugo. Al igual que todos los PBDE, deca se usa únicamente como retardante de llama. Deca está disponible a un costo relativamente bajo en comparación con otros retardantes de llama. Modo de acción: Deca, como todos los retardantes de llama bromados, está activo en la fase gaseosa. Es térmicamente muy estable (punto de fusión aprox. 300 °C) y debido a su alto contenido de bromo (83%) es un retardante de llama muy efectivo. Tiene la fórmula química C12Br10O (peso molecular: 959.22 Dalton) y el Cas-No. 1163-19-5. La degradación térmica comienza en ca. 300°C. Sinergia, aditividad: Como regla general, se utiliza como sinergista en combinación con trióxido de antimonio (relación 2:1 a 3:1). Áreas de aplicación: Deca es un retardador de llama de "uso general" que se puede usar en casi todos los polímeros. Tiene una alta estabilidad térmica y, por lo tanto, es especialmente útil en plásticos que se procesarán a temperaturas más altas. Aplicación, entre otros, en poliestireno de alto impacto (HIPS), policarbonatos, poliésteres termoplásticos (PET, PBT), resinas de poliéster, compuestos de moldeo de láminas (SMC), polietileno, polipropileno, ABS, poliamida y textiles (materiales de polipropileno y muebles tapizados) . (Las áreas de aplicación de deca, HBCD y bis [pentabromofenil] etano se superponen parcialmente). DeBDE, que se usa como un aditivo ignífugo, pertenece al grupo de los óxidos de difenilo bromados. Las acumulaciones de DeBDE, a diferencia de los óxidos de difenilo poco bromados, no se han detectado en las cadenas alimentarias hasta ahora.

Tetrabromobisfenol A (TBBA)

BBA solo se produce para usar como retardante de llama o como precursor ignífugo. El tetrabromobisfenol A (nombre oficial: 2,2',6,6'-tetrabromo-4,4'-isopropilidendifenol) es un sólido cristalino que se funde a 182°C como compuesto puro y tiene un punto de ebullición de 316° C. No hay datos sobre la temperatura en degradación térmica. TBBA se aplica principalmente como retardante de llama reactivo (aprox. 80%) en resinas epóxido y adicionalmente se aplica en varios termoplásticos técnicos de primer orden. TBBA tiene la fórmula química C15H12Br4O2 (peso molecular: 543.9 Dalton), el número de Cas-No. 79-94-7. El TBBA es un difenol reconciliado con carbono cuatro veces bromado, que se aplica como retardante de llama reactivo en, p. resinas epóxido. Si bien su liberación al medio ambiente no es perturbadora, se pueden emitir emisiones cuando se usa como retardante de llama aditivo en materiales de revestimiento y termoplásticos técnicos. Modo de acción: TBBA, como todos los retardantes de llama bromados, está activo en la fase gaseosa. TBBA tiene estabilidad térmica de nivel medio (punto de fusión aprox. 180°C). El contenido de sustancia activa (contenido de bromo) es del 59% del peso. Sinergia, aditividad: además de su área principal de aplicación, TBBA se usa principalmente en combinación con el trióxido de antimonio como sinergista. Áreas de aplicación: en HIPS como, por ejemplo, ABS y poliéster termoplástico (PBT, PET). TBBA se utiliza de forma reactiva en policarbonatos, resinas fenólicas y resinas de poliéster insaturado.

Bis (pentabromofenil) etano

Bis (pentabromofenil) etano (nombre del producto: es un retardante de llama aditivo con alta estabilidad térmica, que tiene un espectro de aplicación similar pero más limitado que el del decabromodifenil éter, pero es sustancialmente más costoso que este último. El bis - (pentabromofenil) etano es una sustancia cristalina que se funde en su forma pura a 361°C. La composición de la sustancia es C14H4Br10 y, por lo tanto, tiene un peso molecular de 971.2 Dalton. Es Cas-No. es 84852-53-9. La fórmula de la estructura de bis - (pentabromofenil) etanos muestra que el compuesto tiene, debido a su puente aromático por dos carbonos, un potencial reducido para formar dioxinas. Modo de acción: El bis (pentabromofenil) etano, como todos los retardantes de llama bromados, es activo en la fase gaseosa. Tiene una alta estabilidad térmica (punto de fusión aprox. 350°C) y un contenido de bromo del 82%, que es similar al de deca. Sinergia , aditividad: se utiliza como sinergista en combinación con trióxido de antimonio (relación 2:1 a 3:1). Las principales áreas de aplicación son HIPS y, además, polímeros de ABS y estireno, poliamida, polipropileno, polietileno. El hexabromciclododecano (HBCDD) se usa principalmente en espumas de poliestireno (EPS y XPS). Por razones medioambientales y de salud, ya no se utilizará en Europa a partir de 2015 (REACh).

Hexabromociclododecano (HBCD)

El hexabromociclododecano es un sólido incoloro que se funde a 195°C. HBCD se utiliza como un retardador de llama aditivo en combinación con trióxido de antimonio o peróxido de dicumilo. HBCD tiene impurezas causadas por ciclododecano que están sustituidas con menos de 6 átomos de bromo. Esta sustancia que se usa como retardante de llama tiene la fórmula química C12H18Br6 (peso molecular: 641.7 Dalton) y el Cas-No. 3194-55-6. La descomposición térmica de HBCD comienza a 230°C. Se utiliza un producto técnico que contiene 3 formas isoméricas del HBCD como retardante de llama. En caso de incendio, HBCD produce, entre otras sustancias, ácido bromhídrico, monóxido de carbono, bromo y trazas de dioxinas y furanos con sustitutos de bromo. Sin embargo, los estudios realizados sobre la formación de dioxinas en los incendios indican que no se puede detectar un aumento significativo de dioxinas en las cenizas volantes como resultado de la ocurrencia de HBCD en los incendios.

Borato de sodio decahidratado

El decahidrato de borato de sodio está disponible en el comercio como un polvo cristalino. Sirve como un aditivo ignífugo para aplicaciones de celulosa. La aplicación de decahidrato de borato de sodio como retardante de llama es, con un máximo del 1%, una aplicación de nicho, en contraste con el otro consumo de decahidrato de borato de sodio para detergentes y en las industrias del esmalte y cerámica. El decahidrato de borato de sodio es una sal cristalina que se funde bajo pérdida de agua a temperaturas de 62ºC. El peso molecular es 381 Dalton. El decahidrato de borato de sodio está registrado en CAS bajo 1303-96-4. El químico es Na2B4O7 • 10 H2O. En caso de incendio, se liberan óxidos de boro, que están unidos a partículas. Modo de acción: el borato de sodio decahidratado es activo principalmente en la fase sólida (carbonización, liberación de agua unida químicamente). Muestra poca efectividad con fuegos humeantes y resplandor crepuscular. Sinergia, aditividad: por regla general, se aplica en combinación con ácido bórico como agente contra incendios latentes y, si es necesario, con sulfato de amonio. Áreas de aplicación con materiales que contienen celulosa.

Retardantes de llama clorados

Los retardantes de llama clorados más importantes son: Las cloroparafinas se usan como líquidos en termoplásticos, termoestables y elastómeros. La parafina clorada (CP, por sus siglas en inglés) se produce artificialmente de diferentes tipos de parafina. Las CP se producen añadiendo cloro químicamente a las moléculas de parafina en una concentración generalmente de entre el 30% y 70%. Las CP son normalmente líquidas y son insolubles en agua. Las CP sólidas están hechas de parafinas de cadena más larga y están típicamente tratadas con cloro de un 70% al 72%. Se fabrican cuatro tipos principales de parafinas cloradas. Las CP de cadena corta están hechas de parafinas n (cadenas de carbono no ramificado) con longitudes de cadena de entre 10 y 13 carbonos. Las CP de cadena larga están hechas con cadenas de carbono de 18 a 20. Los grados de cera (sólidos) se hacen con longitudes de cadena con un promedio de alrededor de 25 carbonos. La síntesis química de las CP producen ácido clorhídrico, el cual debe ser removido para estabilizar las CP. Uno de los principales beneficios de la utilización de parafinas cloradas en diferentes aplicaciones es que imparten resistencia al fuego. Las CP son utilizadas en favor del fosfato o de aditivos retardantes de fuego basados en bromo. Las CP tiene una presión de vapor muy baja (no tiene posibilidades de vaporizar) y se considera que son químicamente inertes.

Dedecachloropentacyclooctadecadiene DDC-CO

Dedecachloropentacyclooctadecadiene (abreviatura DDC-CO) se usa en poliamidas. DDC-CO es un retardante de llama policlorado. Se produce por la reacción Diels-Alder de dos equivalentes de hexaclorociclopentadieno con un equivalente de ciclooctadieno .