A resina epóxi (EP), um material essencial em diversas aplicações, como adesivos, revestimentos e compósitos, enfrenta desafios devido à sua inflamabilidade intrínseca e à produção densa de fumaça, representando ameaças à segurança e à propriedade. Para resolver esses problemas, são imperativas modificações para aumentar o retardamento de chama.



Embora numerosos retardadores de chama (FR) tenham sido desenvolvidos, a maioria deriva de fontes não renováveis, o que entra em conflito com os objetivos de sustentabilidade. Recentemente, FRs de base biológica, como o ácido fítico (PA), ganharam atenção por sua natureza renovável, abundante e biodegradável. Entre estes, o PA destaca-se pela sua elevada eficiência retardadora de chama devido ao seu significativo teor de fósforo. No entanto, o desafio permanece, uma vez que alguns FR de base biológica ainda dependem de produtos à base de petróleo para serem eficazes.

Sobre este tema, Ciência e Tecnologia de Gestão de Emergências publicou um artigo de pesquisa intitulado "Um retardador de chama hiper-ramificado de base biológica para o composto epóxi de segurança contra incêndio e supressão de fumaça".

Este estudo detalha o desenvolvimento inovador e a caracterização abrangente de um retardador de chama totalmente biológico denominado PA-DAD, criado através de uma reação de neutralização direta entre 1,10-diaminodecano (DAD) e ácido fítico (PA). Análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear (NMR) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) confirmaram a síntese bem-sucedida de PA-DAD, demonstrando mudanças na ligação química indicativas de formação de retardante de chama.

Este retardador de chama de base biológica foi então incorporado em compósitos de resina epóxi (EP) para investigar seu impacto no retardamento de chama e nas propriedades mecânicas. A adição de PA-DAD melhorou significativamente os valores do índice limite de oxigênio (LOI) e as classificações UL-94 dos compósitos EP, demonstrando sua eficácia no aumento da resistência ao fogo.

A análise termogravimétrica (TGA) e os testes de calorimetria de cone revelaram ainda que o PA-DAD aumentou o rendimento do carvão e reduziu a taxa de pico de liberação de calor (RR), a produção total de fumaça (TSP) e as emissões de gases tóxicos durante a combustão, afirmando assim sua capacidade superior de chama. eficácia retardadora.

A formação de uma camada densa e intumescente de carvão atuou como barreira térmica, reduzindo a transferência de calor e massa durante a combustão. Durante o processo de combustão, a decomposição do PA-DAD pode produzir produtos com POC, PO· e NH₃ , capturando assim os radicais livres ativos H· e OH·, reduzindo as emissões de oxigênio e gases tóxicos e evitando a degradação contínua do substrato.

Além disso, o estudo explorou as propriedades mecânicas dos compósitos EP, observando maior resistência à tração, flexão e impacto com a adição de PA-DAD, atribuída ao aumento da densidade de reticulação e capacidade de dissipação de energia das ligações iônicas formadas pelo PA-DAD.

Em conclusão, o PA-DAD surge como um retardador de chama excepcionalmente eficiente e ambientalmente sustentável, que não só melhora significativamente o perfil de segurança contra incêndio dos compósitos de resina epóxi (EP), mas também preserva ou melhora as suas propriedades mecânicas. Este trabalho destaca o potencial do uso de materiais de base biológica para aplicações de segurança contra incêndio, oferecendo um caminho promissor para o desenvolvimento de retardadores de chama sustentáveis ​​e de alto desempenho.

As descobertas têm um valor substancial para aplicações futuras na criação de materiais retardadores de fogo mais seguros e ecológicos, marcando uma contribuição notável para o campo da ciência e engenharia de materiais.

Mais informações: Zhiqian Lin et al, Um retardador de chama hiper-ramificado de base biológica para o composto epóxi de segurança contra incêndio e supressão de fumaça, Ciência e Tecnologia de Gerenciamento de Emergência (2023). DOI:10.48130/EMST-2023-0021
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