La combustión de polímeros es una reacción de oxidación térmica muy intensa y compleja, caracterizada por la emisión de humo o una llama intensa. Los retardantes de llama son una clase de aditivos que impiden la ignición de los plásticos o inhiben la propagación de la llama. El efecto retardante de llama consiste en prevenir o inhibir la velocidad de los cambios físicos o químicos durante el proceso de combustión de los materiales poliméricos. Específicamente, el efecto retardante de llama se refleja principalmente en los siguientes aspectos.
Retardante de llama en el proceso de combustión de polímeros con efecto retardante de llama:
Retardante de llama retardante de llama – efecto de absorción de calor
La función del efecto de absorción de calor es hacer que el aumento de temperatura del material polimérico se produzca con dificultad.
Por ejemplo, el bórax tiene 10 moléculas de agua cristalina, ya que la liberación de agua cristalina captura 141.8 kJ/mol de calor, por lo que la absorción de calor inhibe el aumento de temperatura del material, lo que da como resultado un efecto retardante de llama.
Retardante de llama retardante de llama – efecto cubriente
El efecto es producir una capa de recubrimiento estable a temperaturas más altas o descomponerse para producir una sustancia espumosa que cubre la superficie del material polimérico. Esto dificulta la entrada del calor generado por la combustión al interior del material y la salida de los gases combustibles generados por la descomposición térmica del polímero. Actúa como una barrera de aire para el material, inhibiendo así su agrietamiento y logrando un efecto ignífugo.
Retardante de llama retardante de llama – efecto de dilución
Estas sustancias pueden producir una gran cantidad de gas no inflamable cuando se descomponen por el calor, de modo que el gas inflamable producido por el material polimérico y el oxígeno en el aire se diluyen y no alcanzan el rango de concentración inflamable.
Retardante de llama retardante de llama – efecto de transferencia
El efecto es cambiar el modo de descomposición térmica del material polimérico, inhibiendo así la producción de gases combustibles.
Retardante de llama retardante de llama – efecto inhibidor
Al atrapar los intermedios activos de las reacciones de combustión, como HO- y H-, se inhiben las reacciones en cadena de radicales libres y se reduce la velocidad de combustión hasta que se extingue la llama.
Retardante de llama retardante de llama – efecto potenciador
Algunos materiales no tienen un efecto retardante de llama si se usan solos o tienen poco efecto retardante de llama, pero se pueden usar una variedad de materiales para mejorar el efecto retardante de llama, como el trióxido de antimonio y los compuestos halógenos utilizados juntos.
Mecanismo ignífugo en el proceso de combustión de polímeros:
Mecanismo retardante de llama – mecanismo retardante de llama en fase gaseosa
Los sistemas retardantes de llama en fase de vapor se refieren al efecto retardante de llama que consiste en interrumpir o retardar las reacciones de combustión en cadena en fase gaseosa. La retardancia de llama en fase de vapor consiste principalmente en:
- Los inhibidores de radicales libres se producen cuando el material retardante de llama se calienta o se quema, interrumpiendo así la reacción en cadena de combustión.
- La producción de partículas finas cuando el material retardante de llama se calienta o se quema, que promueven la unión de radicales libres para terminar la reacción de combustión en cadena.
- La liberación de grandes cantidades de gas inerte o vapor de alta densidad cuando el material retardante de llama se calienta o se quema.
Mecanismos retardantes de llama: mecanismos retardantes de llama de fase condensada
La retardancia de llama en fase condensada se refiere al efecto retardante de llama que se produce al retrasar o interrumpir la descomposición térmica de los materiales ignífugos en la fase condensada. La retardancia de llama en fase condensada consiste principalmente en:
- Retardantes de llama que retardan o interrumpen la descomposición térmica de gases y radicales inflamables que pueden producirse durante el proceso de coalescencia.
- Cargas inorgánicas con gran capacidad calorífica específica en materiales retardantes de llama, que hacen que el material tenga menos probabilidades de alcanzar la temperatura de descomposición térmica a través del almacenamiento de calor y la conductividad térmica.
- La descomposición térmica del retardante de llama absorbe calor, de modo que el aumento de temperatura del material retardante de llama se ralentiza o se suspende.
- Cuando el material retardante de llama se quema, genera una capa de carbono porosa en su superficie, que es difícil de quemar, aísla el calor y el oxígeno y evita que el gas combustible ingrese a la fase gaseosa.
Mecanismo retardante de llama: interrupción del intercambio de calor del mecanismo retardante de llama
El mecanismo retardante de llama con intercambio de calor interrumpido significa que se elimina parte del calor generado por la combustión del material retardante de llama, de modo que el material no puede mantener la temperatura de descomposición térmica y, por lo tanto, no puede mantener la producción de gases combustibles, por lo que la combustión es autoextinguible.
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