EoW July 2010

articolo tecnico Miglioramento delle proprietà meccaniche dei composti ritardanti di fiamma non alogenati A cura di Jeremy R Austin, Herbert S.-I Chao, Sartomer Company

Riassunto Generalmente, si utilizzano composti alogenati come il tetrabromobisfenolo A o TBBPA per realizzare articoli di plastica ignifughi. Recentemente, la ricerca accademica e industriale ha centrato l’attenzione sui ritardanti di fiamma non alogenati, ma queste tecnologie alternative più sicure hanno un impatto deleterio sulle proprietà meccaniche. I materiali di riempimentominerali utilizzati come ritardanti di fiamma richiedono una carica in eccesso di 60% in peso in eccesso per soddisfare i requisiti ignifughi. Nel presente studio, si utilizzano i polibutadieni liquidi funzionalizzati (LPBD) per migliorare l’allungamento e la resistenza a trazione dei composti di etilene vinil-acetato (EVA) caricati con triidrato di alluminio (ATH). di accoppiamento nell’ATH hanno consentito di migliorare l’allungamento di oltre il 200%. È stato dimostrato che i risultati migliori sono stati ottenuti con cariche ridotte di funzionalità, come l’anidride maleica, l’epossido e l’amina. L’inclusione di un monomero ionico diacrilico ha consentito un miglioramento del modulo di trazione, irrealizzabile con i materiali a base di LPBD. 1 Introduzione Degli studi scientifici hanno indicato che i ritardanti di fiamma alogenati (HFR) sono sostanze contaminanti assai diffuse La predispersione degli agenti

In alcuni casi, come nel caso dei minerali idrati quali il triidrato di alluminio o l’idrossido di magnesio, la transizione è più difficile. Al fine di ottenere il requisito ignifugo richiesto, sono necessarie elevate cariche di ATH, spesso in eccesso del 60% in peso. Quando la frazione di volume del materiale di riempimento inorganico supera il 50%, le proprietà fisiche del composto subiscono un vistoso deterioramento. Plentz et al 1 hanno dimostrato che nei composti di PP contenenti ATH esisteva una relazione fra la carica del filler e le dimensioni dell’aggregato. Questa scoperta indica che una carica elevata di filler, oltre a compromettere le proprietà fisiche, provoca anche l’aggregazione dell’ATH con l’aumentare della carica. Diversi studi hanno dimostrato che l’aggiunta di un polimero funzionalizzato rappresenta un metodo efficace per modificare l’adesione interfacciale al confine organico/inorganico nei composti polimerici 2,3,4 . 5 hanno dimostrato che l’inclusione di acido acrilico modificato tramite innesto nei composti di PP-ATH provoca un’interazione chimica fra i gruppi carbossilico e idrossilico rispettivamente nel polimero e nel filler. È stato inoltre dimostrato che migliorando l’adesione interfacciale, si migliorano anche le proprietà termiche e meccaniche. Analogamente, Wang et al 6 hanno intro- dotto dell’EPR innestato con anidride car- bonica maleica in un composto PP-Mg(OH) 2 , e ha scoperto che l’EPR-g-MA era presente esclusivamente nell’interfaccia. Mai et al

nell’ambiente. Le emissioni pericolose originate dalla fabbricazione, dallo smalti- mento o dal riciclo di articoli di plastica contenenti i ritardanti di fiamma alogenati (HFR) costituiscono una minaccia talmente grave che alcuni di essi sono stati già eliminati dagli apparecchi elettronici ed elettrodomestici, e l’Unione Europea ha ratificato i regolamenti che disciplinano l’industria dei materiali plastici per la loro eliminazione. A fronte di una legislazione simile in vigore in tutti i paesi, numerosi mercati nel settore dei materiali plastici sono alla ricerca di tecnologie alternative. Sono stati identificati vari ritardanti di fiamma non alogenati (NHFR), come i fosfati di ammonio, i composti di mela- mina, le nanoparticelle di argilla o i minerali idrati. Il triidrato di alluminio (ATH) è un noto filler ignifugo per polimeri ed è privo di alogeni. Generalmente, l’azione dei ritardanti di fiamma consiste nel ritardare l’accensione privando il fuoco del combustibile o riducendo la temperatura di accensione. Tuttavia, l’ATH rilascia vapore acqueo durante la decomposizione, che si ritiene prelevi calore dal substrato e diluisca l’alimentazione di combustibile. Una volta carbonizzato, il residuo di Al 2 O 3 inibisce la migrazione dell’ossigeno e dei composti volatili rilasciati dal polimero che può far aumentare ulteriormente la reazione esotermica. Nella maggior parte delle applicazioni, si può utilizzare una semplice strategia di sostituzione, sostituendo un HFR con un NHFR.

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EuroWire – Luglio 2010