Ao selecionar plásticos retardadores de chama, é crucial adquirir algum conhecimento sobre o assunto.
Inicialmente, a decisão sobre a classificação de inflamabilidade é fundamental, e esta escolha é muitas vezes simples. No entanto, o tipo de retardador de chama do plástico, um aspeto frequentemente ignorado, é igualmente importante.
Os retardadores de chama desempenham um papel decisivo no aumento da resistência ao fogo dos plásticos, impedindo ou retardando eficazmente a propagação das chamas. A escolha do retardador de chama correto não é apenas uma questão de segurança; envolve também proteção ambiental e eficácia de custos. Os diferentes tipos de retardadores de chama actuam através de vários mecanismos.
Classificação dos retardadores de chama para plásticos
Em termos gerais, os retardadores de chama são classificados em dois tipos: halogenados e não-halogenados.
Compreender os elementos de halogéneo
Primeiro, vamos aprofundar o que são os elementos halogéneos. Os halogéneos são os elementos do sétimo grupo principal da tabela periódica, incluindo o flúor (F), o cloro (Cl), o bromo (Br), o iodo (I) e o astato (At).
Estes elementos partilham uma caraterística comum: sete electrões na camada eletrónica mais exterior, o que os torna altamente reactivos e facilmente formadores de compostos com outros elementos.
Os halogéneos existem normalmente como iões negativos, como o ião cloro (Cl) no cloreto de sódio (NaCl). Apresentam uma forte electrofilicidade e propriedades oxidantes nas reacções químicas. Amplamente presentes na natureza sob várias formas, desde a água salgada aos minerais, os halogéneos são utilizados numa série de aplicações, incluindo a desinfeção, o fabrico de produtos farmacêuticos e o processamento de plásticos. Devido à sua reatividade, os halogéneos têm suscitado preocupações ambientais e de saúde.
É importante notar que, nos retardadores de chama, os elementos halogéneos predominantemente utilizados são o bromo (Br) e o cloro (Cl), sendo o bromo mais comum.
O que são retardadores de chama halogenados?
Os retardadores de chama halogenados são substâncias químicas que contêm elementos halogéneos (como o bromo [Br] e o cloro [Cl]) e são utilizados para aumentar a resistência ao fogo dos materiais. Durante a combustão, estes retardadores interrompem a cadeia de reação química das chamas através da libertação de radicais livres de halogéneo. Os retardadores de chama halogenados incluem principalmente as seguintes categorias:
Retardadores de chama bromados:
- Os retardadores de chama halogenados mais comuns e amplamente utilizados.
- Incluem substâncias como o Tetrabromobisfenol A (TBBPA), o Éter Decabromodifenílico (Deca-BDE) e o Hexabromociclododecano (HBCD).
- Aplicável a vários plásticos, dispositivos electrónicos, têxteis e muito mais.
Retardadores de chama clorados:
- Incluem parafinas cloradas, polietileno clorado e outros.
- Estes retardadores são normalmente utilizados no PVC e noutros polímeros clorados.
Retardadores de chama à base de bromo e cloro:
- Compostos que combinam os elementos bromo e cloro.
- Os exemplos incluem os alcanos clorados bromados, os benzenos clorados bromados, etc.
- Estes retardadores compostos utilizam os efeitos sinérgicos do bromo e do cloro para melhorar o retardamento da chama.
Combinação de compostos bromados com outros aditivos:
- Para aumentar a eficiência e reduzir os custos, os retardadores de chama bromados são frequentemente utilizados em conjunto com sinergistas como o trióxido de antimónio (Sb2O3).
- Esta combinação aumenta a retardância global à chama do material.
O que são retardadores de chama não halogenados?
Os retardadores de chama não halogenados são uma classe de compostos que não contêm elementos halogéneos (como o cloro [Cl] e o bromo [Br]) na sua composição química. Estes retardadores são geralmente considerados mais amigos do ambiente porque não libertam compostos de halogéneo durante a combustão, o que pode ser prejudicial para o ambiente e para a saúde humana. Os principais tipos de retardadores de chama não halogenados incluem:
Retardadores de chama à base de fósforo:
- Estes retardadores funcionam formando uma camada de carvão durante a combustão, isolando o material do oxigénio e inibindo assim a propagação da chama.
- Os retardadores comuns à base de fósforo incluem o fósforo vermelho, o fosfato de amónio e os fosfatos.
- Adequado para vários plásticos, fibras, revestimentos e borrachas.
Retardadores de chama à base de nitrogénio:
- Estes retardadores funcionam normalmente através da libertação de gases não combustíveis ou promovendo a formação de uma camada estável de carvão através de reacções químicas.
- Os retardadores comuns à base de azoto incluem a melamina, as resinas de ureia-formaldeído, etc.
- Frequentemente utilizado em espuma de plástico, fibras e revestimentos.
Retardadores de chama inorgânicos:
- Incluindo o hidróxido de alumínio, o hidróxido de magnésio, etc., estas substâncias absorvem uma quantidade significativa de calor e libertam vapor de água quando aquecidas, reduzindo assim a temperatura do material e retardando a propagação da chama.
- Amplamente aplicado em plásticos, borrachas e revestimentos.
Retardadores de chama orgânicos não halogenados:
- Esta categoria inclui vários compostos orgânicos, tais como grafite expansível e compostos à base de epóxi.
- Reagem quimicamente durante a combustão para formar uma camada de carvão expandido, proporcionando retardamento de chama.
Retardadores de chama baseados em nanotecnologia:
- Utilizando a nanotecnologia, estes retardadores envolvem a adição de nanopartículas minúsculas aos materiais para aumentar a sua resistência às chamas.
- Estas nanopartículas podem ser inorgânicas, como os nano-óxidos, ou materiais híbridos orgânicos-inorgânicos.
A escolha dos retardadores de chama não halogenados depende do tipo de material que requer retardamento de chama, das condições de processamento, dos requisitos de aplicação do produto final e das considerações sobre os impactos ambientais e na saúde. Com regulamentos ambientais cada vez mais rigorosos e maiores exigências de segurança por parte do mercado, a tecnologia dos retardadores de chama não halogenados está a evoluir rapidamente.
Comparação das suas vantagens e desvantagens
Os retardadores de chama halogenados e não halogenados têm os seus pontos fortes e fracos em termos de retardamento de chama, impacto ambiental e âmbito de aplicação.
Retardadores de chama halogenados
- Vantagens
- Normalmente, oferecem uma elevada eficiência de retardamento de chama, interrompendo rapidamente a propagação da chama, especialmente em produtos electrónicos e eléctricos.
- São económicos, estáveis, requerem baixos níveis de adição, são compatíveis com resinas sintéticas e mantêm as propriedades físicas e químicas originais dos produtos.
- Desvantagens
- As principais preocupações prendem-se com o ambiente e a saúde. Estes retardadores podem libertar gases halogenados tóxicos e outras substâncias nocivas durante a combustão, causando poluição ambiental e afectando potencialmente a saúde humana ao longo do tempo. Por conseguinte, a sua utilização é restringida ou proibida em muitos países e regiões.
Retardadores de chama não halogenados
- Vantagens
- Amigo do ambiente. Não produzem gases halogenados tóxicos quando queimados, o que os torna uma escolha mais segura e sustentável. Os retardadores não halogenados, como os à base de fósforo e azoto, são frequentemente utilizados em aplicações com requisitos ambientais mais elevados.
- Desvantagens
- A sua eficiência de retardamento de chama pode não ser tão elevada como a dos retardadores halogenados e podem ser mais dispendiosos.
Por conseguinte, ao escolher um retardador de chama, é necessário considerar de forma abrangente factores como a eficácia do retardador de chama, o impacto ambiental e o custo para encontrar a solução mais adequada.
Guia para escolher o nylon retardador de chama correto
Recentemente, ao adquirir nylon retardador de chama, descobrimos que os fornecedores geralmente oferecem três opções principais: nylon retardador de chama halogenado (normalmente bromado), nylon retardador de chama não halogenado e nylon retardador de chama com fósforo vermelho. Entre estes, os nylon retardadores de chama halogenados e não halogenados são os mais utilizados, enquanto o nylon retardador de chama com fósforo vermelho é relativamente menos comum.
Cores diferentes destes materiais
Em primeiro lugar, estes diferentes tipos de nylon retardador de chama distinguem-se pelas suas cores. O nylon retardador de chama halogenado é amarelo claro, enquanto o nylon retardador de chama não halogenado se aproxima mais do branco, assemelhando-se ao nylon com pigmento branco adicionado. Além disso, ambos os tipos podem ser transformados em preto ou noutras cores escuras. Por outro lado, o nylon retardador de chama com fósforo vermelho está disponível principalmente em preto e castanho.
Caraterísticas de combustão
Outro método para identificar estes materiais é queimando-os ligeiramente com um isqueiro. O nylon retardador de chama halogenado produzirá fumo preto e um forte odor irritante ao arder, enquanto o nylon retardador de chama não halogenado emite menos fumo branco e tem um odor menos intenso.
Mais pormenores requerem um esforço adicional e podem nem sempre ser essenciais.
Obter uma compreensão mais profunda dos componentes específicos dos retardadores de chama pode exigir um esforço adicional. A maioria dos fabricantes pode não fornecer prontamente informações detalhadas, uma vez que existem apenas alguns tipos de retardadores de chama no mercado, mas estes são simplificados nestas três categorias para facilitar a recordação e a seleção. Estes retardadores de chama são normalmente fabricados sob a forma de grânulos, com um aspeto semelhante ao das pastilhas de plástico normais.
Em resumo, ao escolher o nylon retardador de chama, é crucial considerar a sua cor, caraterísticas de combustão e cenários de aplicação. Isto não está apenas relacionado com o desempenho do produto, mas também com a segurança no processamento e utilização subsequentes. Por conseguinte, é essencial clarificar as necessidades e comunicar exaustivamente com os fornecedores para selecionar o tipo mais adequado de nylon retardador de chama para o seu projeto.
