Desarrollos y nuevas tendencias en la ignifugación de materiales compuestos

El consumo de materiales compuestos de matriz polimérica experimenta un continuo incremento en un amplio rango de aplicaciones y de sectores debido principalmente a las propiedades únicas que ofrecen. Así pues, sectores industriales como el electrónico, aeronáutico, de automoción, ferroviario o eólico utilizan cada vez más materiales compuestos, principalmente de matriz termoestable, para cumplir con los altos requerimientos exigidos a un coste competitivo.

Entre los retos que presentan para su aplicación en sectores de altas prestaciones, destaca la mejora de las propiedades de comportamiento al fuego.

Para reducir la capacidad de combustión de los composites, se puede incorporar funcionalidades de retardancia a la llama mediante aditivación de cargas ignífugas a los sistemas poliméricos. Actualmente, cada vez más se utilizan sistemas que combinan retardantes a la llama (FRs) de diferente naturaleza para obtener un efecto sinérgico que mejore las propiedades frente al fuego con respecto a los componentes por separado. Además, debido a las nuevas directivas medioambientales que restringen el uso de los aditivos halogenados por sus efectos adversos, las nuevas tendencias en la aditivación con retardantes a la llama se basan en la utilización de sustancias no halogenadas.

Sin embargo, para cumplir los estrictos requerimientos y normativas de seguridad de algunos sectores como son las industrias del transporte o la construcción (UNE-EN 45545, destinada al sector ferroviario o UNE-EN 13501-1, destinada al sector construcción), no sólo hay que mejorar las propiedades ignífugas de los composites sino que hay que mantener otras características como las propiedades mecánicas y térmicas, teniendo en consideración cuestiones como riesgos para la salud, medioambientales, el tratamiento de aguas y el reciclaje. Es por ello que AIMPLAS está desarrollando diversos proyectos de I+D, tanto de ámbito europeo como nacional, que abordan este reto en el sector de los composites.

En particular, AIMPLAS está trabajando con el Instituto Tecnológico Textil (AITEX) en el proyecto PYROS, proyecto subvencionado por IVACE y fondos FEDER en las ayudas dirigidas a Centros Tecnológicos de la Comunidad Valenciana, cuyo principal objetivo es el desarrollo de materiales compuestos sostenibles de alta resistencia al fuego para aplicaciones técnicas en los mercados de transporte público y construcción. Es importante destacar que en ambos sectores se tiene un amplio abanico de materiales susceptibles de ser sustituidos por composites sostenibles de alta resistencia al fuego con el fin de mejorar sus prestaciones ignífugas y su desempeño medioambiental (ver Figura 1). 

Figura 1. Potenciales aplicaciones de los nuevos materiales sostenibles desarrollados en el proyecto PYROS con propiedades ignífugas.

Un aspecto esencial en PYROS es conseguir propiedades mejoradas frente al fuego utilizando retardantes a la llama no halogenados. Para ello, se está realizando un estudio en profundidad de los tipos de aditivos ignífugos más adecuados y las posibles combinaciones sinérgicas que mejoren el comportamiento frente al fuego. Al mismo tiempo, se está analizando el uso de nanocargas con las que se pueda mejorar las propiedades ignífugas de los materiales. Sin embargo, para obtener una adecuada retardancia a la llama en los componentes, además del porcentaje del FR en la formulación y la morfología, un factor clave es la adecuada y homogénea dispersión del ignífugo en la matriz polimérica, por lo que se está trabajando ampliamente en evaluar las técnicas de dispersión más adecuadas en función de la mezcla polimérica. (Ver Figura 2).

A) MEZCLADORA INTENSIVA

B) CALANDRA DE TRES RODILLOS

C) MOLINO DE BOLAS

D) EXTRUSORAS

Figura 2. Tipos de equipos de dispersión disponibles en las instalaciones de AIMPLAS.

 

 

Belén Redondo  

Departamento de Composites de AIMPLAS

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