Retardantes al fuego en materiales plàsticos

1. INTRODUCCIÓN.

Uno de los objetivos de seguridad más importantes perseguidos por las autoridades es disminuir el riesgo de incendios al máximo. Esto es especialmente importante en edificios públicos, como cines o aviones, donde la concentración de gente es muy grande y su control, muy difícil. Una de las vías para reducir el riesgo es conseguir materiales que sean menos sensibles al fuego,o incluso que no lleguen a quemarse. En la actualidad ningún material comercializable es suficientemente resistente a las llamas, a excepción de los metales.

La importancia de estudiar materiales plásticos resistentes al fuego tiene que ver con la gran extensión de plásticos en el mobiliario de interior de casas, oficinas, centros recreativos, coches o aviones. De hecho, está demostrado que elboom del plástico en los años 60 y 70 se vio acompañado por un aumento espectacular del índice de incendios.



1.1 Combustión.

La combustión es una reacción exotérmica que se mantiene mientras el aporte de calor al polímero pueda degradarlo. Los plásticos difieren de cualquier otra sustancia en la forma que tienen de arder, y cada familia de plásticos a su vez tienen un mecanismo más omenos diferenciado. Así, por ejemplo, la mayoría de plásticos ingenieriles se pueden clasificar en dos grandes grupos:

➢ Los que tienen anillos aromáticos colgantes de su cadena principal (ABS, Poliestireno, etc…), que al descomponerse por acción del calor tienden a formar monómeros volátiles y requieren un retardante de fase gaseosa.

➢ Los que tienen anillos bencénicos en su cadenaprincipal ( PPO, PC, PET …). Que al descomponerse no se volatilizan completamente y dejan residuos carbonáceos. En este caso necesitaríamos un retardante de fase condensada.




La gran cantidad de mecanismos diferentes es la causa por la cual no exista un retardante más o menos genérico que se pueda usar en todos los casos. Los polímeros comienzan a quemar a temperaturas entre 150 y400ºC. Para ser efectivos, los retardantes de la llama deben actuar en este rango de temperaturas.

1.2 Características de respuesta al fuego.

Se pueden definir como las propiedades que describen la respuesta de los materiales cuando son expuestos al fuego.

( Susceptibilidad de brasas. Quemar sin fuego, usualmente con incandescencias y humo moderado. Puede mantenerse durante elevadosperiodos de tiempo, pudiendo originar llamas bajo ciertas circunstancias. Generalmente requiere un combustible poroso, como los materiales celulosos, madera, algodón …

( Igniciabilidad. La facilidad de ignición de un material, especialmente por una llama o un ascua. Existen varios parámetros relevantes, el tiempo de ignición, la temperatura de ignición.

( Difusión de la llama: El progreso dela llama sobre una superficie. Como es un fenómeno de superficie, es críticamente afectado por los gases que envuelven a ésta.

( Calor desprendido: La cantidad de calor que desprende el material cuando arde. Influenciado por el grado de difusión de la llama y por la temperatura del medio ambiente, esencialmente.

( Resistencia al fuego: Es una medida del tiempo durante el cual el materialmantiene su integridad de diseño bajo ciertas condiciones de ensayo.

( Facilidad de extinción: La facilidad con la que el fuego puede ser extinguido varía con el material que se a usado como combustible de la llama.

( Evolución del humo: Es una característica importante pues la visibilidad es un factor importante cuando se intenta encontrar la fuente de un fuego, en una situación de peligro.( Evolución de gases tóxicos y irritantes: Pueden causar incapacitación e incluso la muerte, y es una de las características más importantes a la hora de restringir el uso de ciertos ignifugantes. Algunos de los parámetros más usados para su medición son los TLV(Valor Límite Umbral) o los LC50( Concentración Letal para el 50% de población).

( Evolución de gases corrosivos: Los compuestos...