¿Que son los retardantes de llama para plásticos?

Los retardantes de llama son aditivos que aumentan la resistencia a la ignición del plástico, y una vez encendido reducen el ritmo de propagación de la llama. En términos prácticos, los plásticos retardantes de llama tienen una mayor resistencia a la ignición en presencia de una llama, necesitan más tiempo para quemarse, generan menos humo y generarán menos calor en comparación con el plástico no modificado.

Sin embargo, debe señalarse que un plástico combustible no se convierte en no combustible por la adición de un aditivo retardante de llama. Todo lo que la adición de un retardante de la llama va a hacer es permitir tiempo para reaccionar a o contener un fuego hasta que se pueda extinguir.

Para explicar esto más adelante, primero tenemos que entender los requisitos para que el fuego se desarrolle. El fuego necesita tres elementos básicos: combustible, aire y calor.
Conforme un fuego se afianza, el calor puede ser generado muy rápidamente, lo que a su vez aumenta la intensidad del fuego. Sin la adición de aditivos retardantes de llama, el fuego puede desarrollarse dentro de unos minutos.

Con los aditivos adecuados, y dependiendo del tipo de plástico, este tiempo puede extenderse significativamente.

Tipos de retardantes de llama para plásticos
Hay varias categorías principales de sistemas retardantes de llama que se utilizan para los plásticos. Estos son:

• Los halógenos
• El fósforo (rojo y blanco)
• Hidratos Metálicos
• Cianurato de melamina

Los halógenos 

Estos se basan principalmente en bromo y cloro, pero necesitan ser usados en conjunción con un agente sinérgico tal como el trióxido de antimonio. Estos tipos de retardadores de llama actúan en la fase de gas / vapor mediante la generación de grandes cantidades de radicales libres de halógenos que reaccionan con los gases inflamables para eliminar el combustible del sistema de fuego. Los halógenos son muy eficientes, rentables y generalmente tienen poco efecto sobre las propiedades físicas.

Sin embargo, una de las principales preocupaciones que rodean a los sistemas halogenados es que son altamente tóxicos, especialmente el humo producido. También son naturalmente de color marrón claro por lo que limitará la producción de piezas en tonos más claros.
Los sistemas halogenados se utilizan comúnmente para poliolefinas, poliamidas, poliestirenos, poliésteres y policarbonatos.

Fósforos
Estos sistemas funcionan en la fase condensada. Cuando estos sistemas se exponen al calor, se forma una capa de carbón en la superficie del polímero, que crea una barrera tanto combustible cortando el suministro de gas inflamable y también aísla el polímero por el calor.
El fósforo rojo es muy eficaz como un retardante de llama incluso a niveles bajos, por lo que se utiliza a menudo para componentes que requieren resistencia máxima.

Sin embargo, tiene algunos problemas en ambientes de alta humedad, ya que reacciona fácilmente con la humedad y los óxidos producidos fácilmente pueden corroer el cobre. Debido a esta razón, es la opción menos preferida para el sector eléctrico. El color natural de estos sistemas es rojo ladrillo por lo que su uso está limitado en gran medida a los componentes de color negro.

El fósforo blanco funciona de la misma manera y tiene las mismas prestaciones que el fósforo rojo, pero tiene la ventaja añadida de que no es tóxico y el color natural es blanco por lo que es fácilmente coloreado.
Los sistemas de fósforo se utilizan comúnmente para poliolefinas, poliamidas, PPO, poliésteres y policarbonatos.

Hidratos Metálicos
El ejemplo más común de este tipo de sistema es el hidróxido de magnesio. Su modo de acción es la liberación endotérmico de agua. Esto enfría el polímero y también diluye los gases inflamables.

También el óxido metálico formado en la combustión crea una barrera superficie reflectante que aísla el polímero y bloquea la liberación de gases inflamables. En cuanto a la toxicidad y la generación de humo, el hidróxido de magnesio sigue siendo el mejor sistema en el mercado y es fácilmente coloreado.

Sin embargo, tiene que ser añadido a alto porcentaje lo que lleva a un aumento en la densidad y una disminución de la resistencia a la tracción. Los hidratos metálicos se usan comúnmente para poliolefinas y poliamidas.

Cianurato de melamina
Estos sistemas se descomponen endotérmicamente absorber la energía térmica a saber, actos como un disipador de calor. También se puede utilizar sinérgicamente con los sistemas de retardantes de llama de fósforo.
El cianurato de melamina es relativamente barato y fácilmente combinado pero reduce la resistencia del material y se decolora fácilmente durante el procesamiento, particularmente con materiales de alta temperatura. Se utiliza comúnmente para las poliamidas.

Hay una tendencia creciente en el mercado para avanzar hacia sistemas libres de halógenos, debido a su menor toxicidad y menor generación de humo, pero todos los sistemas anteriores están todavía en uso.

Injection World Nov-Dic 2012, p. 22