Os polímeros desempenham um papel essencial em nossas vidas diárias, mas também apresentam um risco maior de incêndio. Retardadores de chamas eficientes são essenciais para garantir a segurança das pessoas e proteger as mercadorias dos perigos de incêndios acidentais.

A indústria de polímeros se voltou para retardadores de chamas para reduzir o impacto de incêndios causados ​​por polímeros altamente inflamáveis. Contudo, Os retardadores de chama convencionais, como os compostos halogenados, têm algumas desvantagens sérias, como a persistência ambiental e a toxicidade. O que é mais, seu uso é atualmente limitado pelo regulamento REACH da Comissão Europeia sobre o registro, avaliação, autorização e restrição de produtos químicos.

O desenvolvimento de nanomateriais resistentes ao fogo para melhorar as propriedades mecânicas e térmicas é considerado um dos desafios mais promissores no domínio do retardamento de chama. O projeto NOFLAME, financiado pela UE "abriu a porta para novas abordagens em retardamento de chama e a compreensão da degradação de polímeros, expandindo assim a aplicação de polímeros a nanomateriais, "diz a coordenadora Dra. Katharina Landfester." Junto com sua compatibilidade ambiental - retardadores de chama sem halogênio - e sua competitividade econômica, esses materiais começarão a atrair interesse comercial. "

Resolução de dispersão de nanomaterial

Os parceiros do projeto sintetizaram novos nanocontêineres para resolver os problemas de fraca dispersão e baixa adesão interfacial de nanomateriais inorgânicos e híbridos. Isso os tornaria adequados para aplicações retardadoras de chamas, particularmente com o encapsulamento de compostos retardadores de chama orgânicos e inorgânicos. "Isso levará a novas aplicações, onde a aplicação de cascas orgânicas é limitada por sua baixa estabilidade térmica e alta inflamabilidade, "explica o Dr. Landfester.

"A capacidade de encapsular uma ampla gama de substâncias torna os nanocontêineres muito desejáveis ​​no desenvolvimento de nanomateriais multifuncionais para aplicações futuras, "Dr. Landfester aponta. O encapsulamento de ceras de parafina - um material de armazenamento de energia térmica para edifícios - é um exemplo.

Os cientistas alcançaram uma alta estabilidade da emulsão ao longo de meses sem a adição de qualquer lipofóbico. Eles observaram que o uso de um microfluidificador para homogeneização forneceu distribuição de tamanho de partícula mais uniforme e deu maior estabilidade, repetibilidade e escalabilidade da emulsão em comparação com o método de ultra-som.

Os nanocontêineres incorporados nas matrizes poliméricas exibiram uma boa dispersão em resinas epóxi, um notável aumento do carvão a 600 ºC e uma redução da liberação total de calor. Isso significa que os nanocontêineres queimam mais lentamente do que o material comercial de referência.

Abrindo caminho para nanocontêineres retardadores de chama

Os resultados mostram que os nanocontêineres sintetizados melhoraram a estabilidade térmica e diminuíram a inflamabilidade quando incorporados em resinas epóxi. "NOFLAME resultará diretamente em uma melhor compreensão dos mecanismos retardadores de chama e dispersão de estruturas poliméricas por outros pesquisadores em nanomateriais retardadores de chama e ciência dos colóides, "Dr. Landfester explica.

Os esforços de pesquisa também contribuíram para o conhecimento do aumento de escala da miniemulsão polimérica via microfluidizador. A equipe do projeto está atualmente realizando estudos de dimensionamento de novos materiais para bioaplicações. "Nossa pesquisa terá um impacto importante na indústria de polímeros porque as empresas estão ativamente buscando mudar seus retardadores de chama convencionais por outros menos tóxicos que estejam de acordo com REACH, "conclui Dr. Landfester.