CIQA desarrolla compuestos plásticos resistentes al fuego

Buscando ofrecer una solución alternativa al complejo problema de la flamabilidad de los plásticos y considerando las nuevas regulaciones internaciones ambientales sobre el uso de los plásticos, el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) se ha dado a la tarea de desarrollar materiales anti-flama alternativos a los convencionales.

Métodos tradicionales

En el sector automotriz los plásticos han contribuido a lograr ventajas significativas como reducir el consumo de combustible, mejorar la comodidad de los vehículos e integrar equipos de tecnología de audio y video, información y comunicación que han facilitado las condiciones de viaje.

De igual forma, en el sector de la construcción y la arquitectura, los plásticos son utilizados como materiales y objetos decorativos, paneles, marcos, incluyendo telas, muebles y accesorios.

Sin embargo, son productos altamente flamables. Para dar solución a este problema, los plásticos se pueden fabricar a medida con el fin de satisfacer necesidades concretas y reducir su capacidad para propagar el fuego, mediante la implementación de algunas de las siguientes acciones:

• Incorporación de retardantes de la llama.
• Revestimiento con capas menos combustibles.
• Optimización del diseño del producto, por ejemplo reduciendo su peso para influir en la reacción ante un incendio.
• Nueva y mejor composición de los productos para reducir la flamabilidad.
• Uso de mejores técnicas de instalación para impedir la propagación del fuego.

De acuerdo con un documento compartido por el CIQA, los retardantes a la flama son compuestos líquidos, sólidos o gaseosos que tienden a inhibir la combustión cuando se aplican, ya sea mezclados, combinados o sobre materiales combustibles. Se estima que actualmente el consumo de los materiales antiflama asciende a más de 2.25 millones de toneladas por año.

El hidróxido de aluminio es la opción que mayor demanda tiene en el mercado, alcanzando un 38 %. En segundo lugar, están los sistemas retardantes de flama halogenados que comprenden productos bromados y clorados, los cuales se usan comúnmente con trióxido de antimonio, y que alcanzan una cuota de mercado de un 31%.

Otros compuestos organofosforados y otros retardantes de flama como, por ejemplo, los compuestos de fósforo inorgánicos, el nitrógeno y los retardantes de flama a base de zinc conforman un 31%.

Según el CIQA, durante la última década se ha registrado una tendencia hacia la sustitución de productos ignífugos halogenados heredados con productos no halogenados más sostenibles.

Tecnologías desarrolladas por el CIQA

Una de las soluciones desarrolladas por el CIQA es la elaboración de bio-nanocompósitos a base de almidón termoplástico y vermiculita con propiedades mecánicas mejoradas que se comportan como un material semicristalino que puede ser utilizado como material resistente a la flama. La tecnología está siendo desarrollada por el Dr. Francisco Rodríguez y su equipo de trabajo.

El material puede utilizarse para la fabricación de accesorios para el sector automotriz como son partes de tableros, tapetes y conductos de aire acondicionado, entre otros.

Estos materiales, a diferencia de los procesos tradicionales de tratamientos antiflama superficiales de plásticos tales como pinturas o recubrimientos, tienen la ventaja de que se adicionan a los pellets para la fabricación de los accesorios plásticos, modificando así su composición e impartiéndoles la propiedad de resistencia a la flama.

Los resultados de esta tecnología se ven reflejados cuando los plásticos son expuestos al fuego, el bio-nanocompuesto se activa creando una barrera superficial que evita la propagación del mismo.

El segundo desarrollo, liderado por el Dr. Rafael Aguirre y su equipo de trabajo, se refiere al desarrollo de materiales compuestos, con mejores propiedades de retardancia a la flama para la fabricación de artículos de gran volumen plástico, como son recipientes de almacenamiento para alimentos, productos químicos, agua; así como elementos de mobiliario para oficinas, artículos de jardín, cajas para residuos, globos para la iluminación, etc.

El desarrollo consiste en una formulación retardante a la flama base intumescente para fabricación de artículos plásticos mediante el proceso de rotomoldeo, al igual que el desarrollo tecnológico anterior, la formulación se aplica a los pellets que se utilizan para fabricar las piezas en el proceso de rotomoldeo, por lo que ofrece la ventaja de la fabricación de grandes piezas de plástico. Los beneficios que se logran mediante esta tecnología son la eliminación del proceso de tratamiento post-producción de las piezas de plástico mediante pinturas o recubrimientos.

Ambos desarrollos continúan pruebas que les permitan cumplir con las normas internacionales ASTM (E1321-97, D1360-98, E 1317 y D2863) referentes a retardancia y flamabilidad y de la NFPA que utiliza los métodos del Underwriters Laboratories: UL 94 Clasificación V0, V1 y V2 referentes a tiempos de quema y extinción del fuego en los materiales.