Desenvolvimento de compósitos retardantes de chama de polipropileno e lignosulfonato modificado com zircônio
Abstract
Os compósitos retardantes de chama convencionais são geralmente feitos com substâncias químicas tóxicas que podem liberar gases perigosos quando entram em combustão, como compostos halogenados. Em contrapartida, os aditivos retardantes de chama provenientes de fontes renováveis são capazes de resistir às chamas de forma eficaz, tornando-se uma alternativa mais segura e sustentável. Foram sintetizados materiais baseados em polipropileno (PP) e lignosulfonato de sódio (LG) com óxido e fosfato de zircônio (ZrO2, ZrP), além de avaliados os aditivos fosfato de amônio (AP), polifosfato de amônio (APP) e sulfonol (SULF) como potenciais retardadores de chama em materiais poliméricos. Então, foram modificados os teores dos aditivos que apresentaram os melhores resultados e inserido o lignosulfonato modificado (LGMod), obtido através da técnica de magnetron sputtering. O processamento dos materiais foi realizado em um reômetro de torque seguido de moldagem por compressão. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura de Emissão de Campo (MEV-FEG), Análise Termogravimétrica (TGA), Câmera Térmica, Teste de Queima Vertical UL-94, além de avaliadas suas propriedades mecânicas. O LGMod foi investigado pelo EDS, onde foi constatada a incorporação do zircônio no lignosulfonato. Foi comprovado por MEV a presença dos aditivos na matriz de polipropileno. Através do TGA foram analisados que os materiais com menores índices de combustão e de ignição também apresentaram desempenho superior no teste de queima vertical. Destaca-se que os compósitos PP/18AP, PP/25AP, PP/25AP/3LG/5ZrP, PP/25AP/8LGMod e PP/15SULF/8LG/5ZrO2 obtiveram a classificação V2 na UL-94. Conforme analisado pela câmera térmica, o PP/25AP apresentou uma menor variação de temperatura e rápida extinção das chamas, tendo uma perda de massa de 3,27% após a queima. Além disso, o LGMod contribuiu para a auto-extinção das chamas aproximadamente 78% mais rápido do que o ZrP. Em termos de propriedades mecânicas, os compósitos mostraram menor resistência ao impacto e flexão em comparação com o polipropileno puro, mas apresentaram um módulo de flexão e elasticidade e mais alto. [resumo fornecido pelo autor]