Inflamabilidad
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Inflamabilidad
Los polímeros, compuestos de moléculas largas basadas en enlaces carbono-carbono, son inherentemente combustibles. Muchas, como las poliolefinas, tienen un poder calorífico mucho más alto que el carbón. No es sorprendente que los proveedores de materiales hayan invertido enormes recursos para mejorar la resistencia a la inflamabilidad de los plásticos. Hay muchas formas de evaluar el rendimiento de combustión, por ejemplo:
- Facilidad de ignición
- Tasa de propagación de la llama
- Duración de la quema
- Contenido de oxígeno necesario para mantener la combustión
- Presencia de goteos ardientes
- Conservación de la estabilidad de la forma
- Evolución de gases tóxicos
- Evolución de humo
Las industrias usuarias individuales asignan diferentes prioridades a estos criterios. La industria aeronáutica concede una gran importancia a la aparición de humo y toxicidad. La industria del automóvil, sin embargo, es mucho menos sofisticada en el tema de la inflamabilidad. Las especificaciones se basan principalmente en el concepto simple de que la velocidad de propagación de la llama es lo suficientemente lenta como para permitir que los pasajeros abandonen el vehículo. Esto está bien fundado. La evolución de humo y gases tóxicos no son los problemas más graves en la situación del automóvil en llamas; el daño fisiológico directo debido a la respiración de aire caliente y el contacto con las llamas son peligros más inmediatos y (como en la mayoría de los incendios) el peligro más probable es la asfixia por monóxido de carbono debido a la quema que tiene lugar en condiciones de privación de oxígeno. Aunque por estas razones el humo y la toxicidad no son particularmente relevantes para la elección de materiales para el interior de los automóviles, el diseñador debe ser consciente de que los polímeros, ya sean plásticos moldeados o tejidos. varían con respecto a estas consideraciones. Halógenos, ya sea como cloro en PVC o bromo en retardadores de llama. producirá humos tóxicos por encima de ciertas temperaturas. Los polímeros que contienen nitrógeno, como el nailon y el poliuretano, producirán (como la lana) trazas de cianuro a temperaturas muy altas. El humo puede surgir de los mismos aditivos incluidos para reducir la ignición y la propagación de la llama tanto en termoplásticos como en termoestables. Los de mejor rendimiento, en términos de baja emisión de humo, son los termoplásticos totalmente aromáticos de alta temperatura. El diseño de componentes también es relevante. El espesor de la pared y la laminación son influencias importantes en la facilidad de ignición, y las altas relaciones de superficie a volumen y la presencia de espuma aumentarán la velocidad de propagación de la llama. Los termoestables tienen una ventaja inherente sobre los termoplásticos, porque no se derriten. Ésta es la base de la preferencia que algunos fabricantes tienen por los compuestos fenólicos en el compartimento del motor; bajo condiciones extremas resultantes del vertido de refrigerante, por ejemplo, los componentes vitales conservarán su integridad, en lugar de derretirse con consecuencias aún más graves. Sin embargo, algunos termoendurecibles liberan volátiles inflamables a altas temperaturas y puede haber un desprendimiento excesivo de humo. Los grados ignífugos de poliéster insaturado funcionan bien frente a las especificaciones de combustión, pero contienen halógenos, que pueden producir humo y gases tóxicos. Las variantes de éster de vinilo son mejores a este respecto. La pauta general para los termoplásticos es que cuanto mayor es el contenido aromático, mayor es la resistencia al fuego inherente. Por lo tanto, los termoplásticos 'totalmente aromáticos' (PPS, PES, PEEK, etc.) funcionan bien en todas las pruebas, sin necesidad de aditivos extraños. Los siguientes en la línea son los plásticos de ingeniería 'semi-aromáticos' como PC, PBT, PET y las medias de nailon semi-aromáticas. Otras medias de nailon y poliolefinas son menos satisfactorias. Sin embargo, nailon 6, 66 y 46 se pueden formular en grados libres de fósforo y sin halógenos que cumplan con todas las especificaciones de los aparatos eléctricos.