Nella scelta delle materie plastiche ritardanti di fiamma, è fondamentale acquisire una certa conoscenza dell'argomento.
Inizialmente, la scelta del classificato di infiammabilità è fondamentale e spesso è una scelta semplice. Tuttavia, il tipo di ritardante di fiamma per plastica, un aspetto spesso trascurato, è altrettanto importante.
I ritardanti di fiamma svolgono un ruolo decisivo nel migliorare la resistenza al fuoco delle materie plastiche, impedendo o rallentando efficacemente la propagazione delle fiamme. La scelta del ritardante di fiamma giusto non è solo una questione di sicurezza, ma anche di protezione dell'ambiente e efficacia dei costi. I diversi tipi di ritardanti di fiamma agiscono attraverso vari meccanismi.
Classificazione dei ritardanti di fiamma per plastica
In generale, i ritardanti di fiamma sono classificati in due tipi: alogenati e non alogenati>.
Conoscere gli elementi alogeni
Per prima cosa, approfondiamo cosa sono gli elementi alogeni. Gli alogeni sono gli elementi del settimo gruppo principale della tavola periodica, tra cui il fluoro (F), il cloro (Cl), il bromo (Br), lo iodio (I) e l'astatina (At).
Questi elementi hanno una caratteristica comune: sette elettroni nel loro guscio elettronico più esterno, che li rende altamente reattivi e facilmente in grado di formare composti con altri elementi.
Gli alogeni esistono tipicamente come ioni negativi, come lo ione cloro (Cl) nel cloruro di sodio (NaCl). Presentano una forte elettrofilia e proprietà ossidanti nelle reazioni chimiche. Ampiamente presenti in natura in varie forme, dall'acqua salata ai minerali, gli alogeni sono utilizzati in una serie di applicazioni, tra cui la disinfezione, la produzione farmaceutica e la lavorazione della plastica. A causa della loro reattività, gli alogeni hanno sollevato problemi ambientali e sanitari.
È importante notare che nei ritardanti di fiamma gli elementi alogeni prevalentemente utilizzati sono il bromo (Br) e il cloro (Cl), con il bromo più comune.
Cosa sono i ritardanti di fiamma alogenati?
I ritardanti di fiamma alogenati sono sostanze chimiche che contengono elementi alogeni (come bromo [Br] e cloro [Cl]) e sono utilizzati per migliorare la resistenza al fuoco dei materiali. Durante la combustione, questi ritardanti interrompono la catena di reazioni chimiche delle fiamme rilasciando radicali liberi alogeni. I ritardanti di fiamma alogenati comprendono principalmente le seguenti categorie:
Ritardanti di fiamma bromurati:
- I ritardanti di fiamma alogenati più comuni e diffusi.
- Includono sostanze come il tetrabromobisfenolo A (TBBPA), il decabromodifenil etere (Deca-BDE) e l'esabromociclododecano (HBCD).
- Applicabile a diverse materie plastiche, dispositivi elettronici, tessuti e altro ancora.
Ritardanti di fiamma clorurati:
- Includono paraffine clorurate, polietilene clorurato e altri.
- Questi ritardanti sono comunemente utilizzati nel PVC e in altri polimeri clorurati.
Ritardanti di fiamma a base di bromo e cloro:
- Composti che combinano gli elementi bromo e cloro.
- Esempi sono gli alcani clorurati bromurati, i benzeni clorurati bromurati, ecc.
- Questi ritardanti compositi utilizzano gli effetti sinergici del bromo e del cloro per aumentare la capacità di ritardare la fiamma.
Combinazione di composti bromurati con altri additivi:
- Per aumentare l'efficienza e ridurre i costi, i ritardanti di fiamma bromurati sono spesso utilizzati insieme a sinergizzanti come il triossido di antimonio (Sb2O3).
- Questa combinazione migliora la resistenza alla fiamma complessiva del materiale.
Cosa sono i ritardanti di fiamma non alogenati?
I ritardanti di fiamma non alogenati sono una classe di composti che non contengono elementi alogeni (come il cloro [Cl] e il bromo [Br]) nella loro composizione chimica. Questi ritardanti sono generalmente considerati più ecologici perché non rilasciano composti alogeni durante la combustione, che potrebbero essere dannosi sia per l'ambiente che per la salute umana. I principali tipi di ritardanti di fiamma non alogenati includono:
Ritardanti di fiamma a base di fosforo:
- Questi ritardanti agiscono formando uno strato di carbone durante la combustione, isolando il materiale dall'ossigeno e inibendo così la propagazione della fiamma.
- I ritardanti comuni a base di fosforo includono il fosforo rosso, il fosfato di ammonio e i fosfati.
- Adatto a varie materie plastiche, fibre, rivestimenti e gomme.
Ritardanti di fiamma a base di azoto:
- Questi ritardanti funzionano in genere rilasciando gas non combustibili o promuovendo la formazione di uno strato carbonioso stabile attraverso reazioni chimiche.
- I comuni ritardanti a base di azoto includono melamina, resine urea-formaldeide, ecc.
- Utilizzato di frequente nelle plastiche espanse, nelle fibre e nei rivestimenti.
Ritardanti di fiamma inorganici:
- Tra cui l'idrossido di alluminio, l'idrossido di magnesio e così via, queste sostanze assorbono una quantità significativa di calore e rilasciano vapore acqueo quando vengono riscaldate, riducendo così la temperatura del materiale e rallentando la propagazione della fiamma.
- Ampiamente applicato nelle materie plastiche, nelle gomme e nei rivestimenti.
Ritardanti di fiamma organici non alogenati:
- Questa categoria comprende vari composti organici, come la grafite espandibile e i composti a base epossidica.
- Durante la combustione, reagiscono chimicamente formando uno strato di carbone espanso, che garantisce il ritardo di fiamma.
Ritardanti di fiamma basati sulle nanotecnologie:
- Utilizzando la nanotecnologia, questi ritardanti prevedono l'aggiunta di minuscole nanoparticelle ai materiali per aumentarne la resistenza alla fiamma.
- Queste nanoparticelle possono essere inorganiche, come i nano-ossidi, o materiali ibridi organici-inorganici.
La scelta dei ritardanti di fiamma non alogenati dipende dal tipo di materiale da ritardare, dalle condizioni di lavorazione, dai requisiti di applicazione del prodotto finale e da considerazioni sull'impatto ambientale e sulla salute. A fronte di normative ambientali sempre più severe e di una maggiore richiesta di sicurezza da parte del mercato, la tecnologia dei ritardanti di fiamma non alogenati è in rapida evoluzione.
Confronto tra vantaggi e svantaggi
I ritardanti di fiamma alogenati e non alogenati hanno ciascuno i propri punti di forza e di debolezza in termini di resistenza alla fiamma, impatto ambientale e campo di applicazione.
Ritardanti di fiamma alogenati
- Vantaggi
- In genere, offrono un'elevata efficienza ignifuga, interrompendo rapidamente la propagazione della fiamma, soprattutto nei prodotti elettronici ed elettrici.
- Sono economici, stabili, richiedono bassi livelli di aggiunta, sono compatibili con le resine sintetiche e mantengono le proprietà fisiche e chimiche originali dei prodotti.
- Svantaggi
- Le principali preoccupazioni sono di natura ambientale e sanitaria. Questi ritardanti possono rilasciare gas alogenati tossici e altre sostanze nocive durante la combustione, causando l'inquinamento ambientale e potenzialmente influenzando la salute umana nel tempo. Per questo motivo, il loro uso è limitato o vietato in molti Paesi e regioni.
Ritardanti di fiamma non alogenati
- Vantaggi
- Rispettosi dell'ambiente. Non producono gas alogenati tossici quando vengono bruciati, il che li rende una scelta più sicura e sostenibile. I ritardanti non alogenati, come quelli a base di fosforo e azoto, sono spesso utilizzati in applicazioni con requisiti ambientali più elevati.
- Svantaggi
- La loro efficacia di ritardare la fiamma potrebbe non essere così elevata come quella dei ritardanti alogenati e possono essere più costosi.
Pertanto, quando si sceglie un ritardante di fiamma, è necessario considerare in modo completo fattori quali l'efficacia del ritardo di fiamma, l'impatto ambientale e il costo per trovare la soluzione più adatta.
Guida alla scelta del giusto nylon ignifugo
Recentemente, al momento di acquistare il nylon ritardante di fiamma, abbiamo scoperto che i fornitori offrono generalmente tre opzioni principali: nylon ritardante di fiamma alogenato (solitamente bromato), nylon ritardante di fiamma non alogenato e nylon ritardante di fiamma al fosforo rosso. Tra questi, i nylon ritardanti di fiamma alogenati e non alogenati sono più comunemente utilizzati, mentre il nylon ritardante di fiamma al fosforo rosso è relativamente meno comune.
Diversi colori di questi materiali
In primo luogo, questi diversi tipi di nylon ritardante di fiamma si distinguono per i loro colori. Il nylon ritardante di fiamma alogenato appare di colore giallo chiaro, mentre il nylon ritardante di fiamma non alogenato tende più al bianco, assomigliando al nylon con l'aggiunta di pigmenti bianchi. Inoltre, entrambi questi tipi possono essere trasformati in nero o in altri colori scuri. Il nylon ritardante di fiamma al fosforo rosso, invece, è disponibile principalmente nei colori nero e marrone.
Caratteristiche della combustione
Un altro metodo per identificare questi materiali consiste nel bruciarli leggermente con un accendino. Il nylon ritardante di fiamma alogenato produce fumo nero e un forte odore irritante al momento della combustione, mentre il nylon ritardante di fiamma non alogenato emette meno fumo bianco e ha un odore meno intenso.
Ulteriori dettagli richiedono uno sforzo supplementare e non sempre sono essenziali.
Una comprensione più approfondita dei componenti specifici dei ritardanti di fiamma potrebbe richiedere uno sforzo supplementare. La maggior parte dei produttori non è in grado di fornire informazioni dettagliate, poiché in realtà esistono solo pochi tipi di ritardanti di fiamma sul mercato, ma sono stati semplificati in queste tre categorie per facilitare la memorizzazione e la selezione. Questi ritardanti di fiamma sono solitamente prodotti in forma granulare, simili a normali pellet di plastica.
In sintesi, nella scelta del nylon ritardante di fiamma è fondamentale considerare il colore, le caratteristiche di combustione e gli scenari di applicazione. Ciò non riguarda solo le prestazioni del prodotto, ma anche la sicurezza nella lavorazione e nell'uso successivi. Pertanto, è essenziale chiarire le esigenze e comunicare accuratamente con i fornitori per selezionare il tipo di nylon ritardante di fiamma più adatto al proprio progetto.
