06/08/2024
PA-DAD: un retardante de llama ecológico para compuestos
Revisado por Bethan Davies
La resina epoxi (EP), ampliamente utilizada en aplicaciones como adhesivos, revestimientos y compuestos, se enfrenta al desafío de su inflamabilidad inherente y su producción de humo denso, que plantean amenazas a la seguridad y la propiedad. Por lo tanto, es fundamental mejorar la retardación de llama.
PA-DAD: un retardante de llama ecológico para compuestos
(a) Diagrama esquemático para el procesamiento preparado de PA-DAD, (b) espectros FTIR de DAD, PA y PA-DAD, (c) curva de RMN 31P de PA-DAD y PA, (d) curvas TG de PA-DAD . Crédito de imagen: Gestión de emergencias Ciencia y tecnología
Aunque existe una variedad de retardantes de llama (FR), la mayoría se derivan de fuentes no renovables, lo que entra en conflicto con los objetivos de sostenibilidad. El interés reciente se ha centrado en los FR de origen biológico como el ácido fítico (PA) por sus cualidades renovables, abundantes y biodegradables.
La PA, en particular, destaca por su alta eficacia retardante de llama debido a su importante contenido en fósforo. Sin embargo, la integración de los FR de origen biológico aún enfrenta obstáculos, ya que algunos dependen de productos derivados del petróleo para lograr la efectividad deseada.
El 26 de noviembre de 2023, Emergency Management Science and Technology publicó un estudio de investigación titulado "Un retardante de llama hiperramificado de base biológica para el compuesto epoxi de seguridad contra incendios y supresión de humo".
Este estudio describe la invención única y la caracterización extensa de PA-DAD, un retardante de llama totalmente biológico producido por una simple reacción de neutralización entre 1,10-diaminodecano (DAD) y PA.
Las investigaciones de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), resonancia magnética nuclear (RMN) y calorimetría diferencial de barrido (DSC) validaron la síntesis efectiva de PA-DAD, revelando alteraciones en los enlaces químicos que sugieren la producción de retardantes de llama.
Luego, este retardante de llama de base biológica se añadió a los compuestos EP para estudiar su efecto sobre el retardo de llama y las cualidades mecánicas. La inclusión de PA-DAD elevó significativamente los valores del índice límite de oxígeno (LOI) y las clasificaciones UL-94 de los compuestos EP, lo que demuestra su valor cuando se trata de aumentar la resistencia al fuego.
El análisis termogravimétrico (TGA) y las pruebas de calorimetría de cono han demostrado además que PA-DAD mejora el rendimiento de carbón al tiempo que reduce la tasa máxima de liberación de calor (pHRR), la producción total de humo (TSP) y las emisiones de gases tóxicos durante la combustión. Estos hallazgos subrayan la eficacia superior de PA-DAD como retardante de llama.
El desarrollo de una capa de carbón densa e intumescente mediante PA-DAD sirve como una barrera térmica eficaz, limitando la transferencia de calor y masa durante la combustión. Este proceso implica la descomposición de PA-DAD en compuestos que contienen P-O-C y PO·, además de NH3. Estos compuestos son capaces de neutralizar los radicales libres activos H· y OH·, reduciendo eficazmente la liberación de oxígeno y gases tóxicos.
Este mecanismo también dificulta la degradación continua del material que protege. Además, la investigación profundizó en las propiedades mecánicas de los composites EP, observando mejoras en las resistencias a tracción, flexión y al impacto tras la incorporación de PA-DAD. Estas mejoras se atribuyen al aumento de la densidad de reticulación y a la capacidad de disipación de energía de los enlaces iónicos creados por PA-DAD.
En resumen, PA-DAD se destaca como un retardante de llama altamente eficaz y ecológico, que mejora significativamente las características de seguridad contra incendios de los compuestos EP y al mismo tiempo mantiene o mejora su rendimiento mecánico.
Esta investigación destaca el papel prometedor de los materiales de origen biológico en aplicaciones de seguridad contra incendios y abre nuevos caminos para el desarrollo de retardantes de llama sostenibles y de alto rendimiento.
Los resultados ofrecen implicaciones considerables para esfuerzos futuros en la producción de materiales retardantes de fuego más seguros y ambientalmente más conscientes, lo que representa un avance significativo en el campo de la ciencia y la ingeniería de materiales.
Referencia de la revista:
Lin, Z., et. Alabama. (2024) Un retardante de llama hiperramificado de base biológica para el compuesto epoxi de seguridad contra incendios y supresión de humo. Ciencia y tecnología de gestión de emergencias. doi:10.48130/EMST-2023-0021
Source: https://www.maxapress.com/
https://www.azom.com/news.aspx?newsID=62772&utm_source=azonetwork_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=thermal_analysis_newsletter_8_april_2024
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