Incêndios residenciais devastadores e incêndios florestais têm um preço terrível em termos de mortes e ferimentos, bem como perda de propriedades. Hoje, os pesquisadores relatarão um novo tipo de revestimento que pode limitar a inflamabilidade da madeira usada na construção, potencialmente proporcionando mais tempo para escapar de incêndios e também conter sua propagação. O retardador de chama ecológico também pode ser usado para outros materiais inflamáveis, como têxteis, espuma de poliuretano e peças impressas em 3D.
Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de primavera da American Chemical Society (ACS).

Os incêndios domésticos são responsáveis ​​pela maioria das mortes por incêndio e levam a bilhões de dólares em danos materiais todos os anos, de acordo com a National Fire Protection Association. Adicionar sprinklers e detectores de fumaça pode ajudar, mas outra abordagem é tornar os materiais de construção menos inflamáveis. Esse é o objetivo de Thomas Kolibaba, Ph.D., que está desenvolvendo um novo revestimento para esses materiais. “Esse tipo de tratamento, que pode ser aplicado por imersão, pulverização ou tratamento por pressão, pode tornar as residências muito mais seguras”, diz ele. “O revestimento pode reduzir a propagação de chamas e a produção de fumaça, o que pode limitar os danos e dar às pessoas mais tempo para evacuar”. Ao contrário da maioria dos tratamentos retardadores de fogo atuais, seus ingredientes são ambientalmente benignos e também podem custar menos, observa Jaime Grunlan, Ph.D., investigador principal do projeto.

Kolibaba realizou a pesquisa como estudante de pós-graduação e pós-doutorado no laboratório de Grunlan na Texas A&M University, com base na tecnologia de revestimento de polieletrólitos inventada pelo grupo em 2009 e posteriormente estendida por outros pesquisadores. A maioria desses revestimentos é formada pela imersão de tecido ou outros itens em uma solução contendo um polímero com muitas cargas positivas, seguido por uma imersão em outra solução contendo um polímero com muitas cargas negativas e, em seguida, repetindo essas etapas para alcançar o espessura desejada. As cargas opostas atraem as moléculas de polieletrólito nas camadas alternadas em complexos na superfície do item, formando um revestimento que pode extinguir uma chama.

Kolibaba queria estender esse tratamento à madeira, mas o processo de várias etapas não era viável para os fabricantes porque a madeira leva muito tempo para absorver esses produtos químicos. Através de pesquisas adicionais, ele adaptou outra técnica Grunlan, reduzindo assim o número de etapas para duas:uma imersão para revestir a madeira, seguida de uma imersão em uma solução diferente para curar o revestimento alterando o pH. Mas essa segunda solução continuou se transformando em uma bagunça pegajosa, de modo que o processo simplificado ainda não era conveniente para aplicações industriais ou de consumo.

Na última modificação, que será apresentada na ACS Spring 2022, Kolibaba superou esse problema com um procedimento que, segundo ele, seria fácil para a indústria ou os consumidores adotarem. Ele mergulhou o compensado em uma solução aquosa contendo o polímero polietilenimina (PEI) carregado positivamente, o monômero hidroxietil metacrilato fosfato (HMP) e um fotoiniciador conhecido como TPO. Em vez de mergulhar a madeira em uma segunda solução para curar, ele a expôs à luz ultravioleta (UV) por alguns minutos. Isso fez com que o TPO transformasse o HMP em um polímero carregado negativamente, que então formou um complexo polieletrólito com PEI. O revestimento resultante era transparente e com apenas alguns micrômetros de espessura, de modo que não alterava a aparência da madeira e aumentava apenas ligeiramente seu peso.

Em testes de chama de laboratório, a madeira tratada reduziu a quantidade de calor liberada durante a queima e rapidamente formou uma camada superficial de carvão que protegeu a madeira subjacente – recursos que podem limitar os danos e a propagação do fogo. “Também reduziu a produção de fumaça em 56%, um grau incomumente grande”, diz Kolibaba. Ao contrário dos revestimentos anteriores da equipe, que são mantidos juntos por ligações iônicas, este é covalentemente ligado. Portanto, a Grunlan espera que seja resistente à água - e, portanto, durável - e possivelmente também repelente à água e antifúngico.

Os usuários industriais podem revestir materiais de construção, como vigas de madeira e outras estruturas, ou painéis de fibra orientada (um tipo de madeira projetada semelhante ao painel de partículas). Os proprietários podem usar um pulverizador costal para proteger estruturas existentes, como cercas ou celeiros, que demonstraram propagar incêndios florestais, diz Kolibaba. Outras aplicações potenciais incluem têxteis e espuma de poliuretano para vestuário, mobiliário doméstico e os setores automotivo e de aviação, diz Grunlan. Os polieletrólitos curáveis ​​por UV também podem ser usados ​​como resina para fazer peças impressas em 3D, que são inflamáveis ​​quando feitas com resinas convencionais, acrescenta Kolibaba. Isso pode ser particularmente benéfico em ambientes aeroespaciais, como a Estação Espacial Internacional, observa ele. + Explorar mais

Pesquisadores desenvolvem revestimento retardante de fogo com materiais renováveis ​​