Sebbene siano stati sviluppati numerosi ritardanti di fiamma (FR), la maggior parte deriva da fonti non rinnovabili, in conflitto con gli obiettivi di sostenibilità. Recentemente, i FR di origine biologica come l’acido fitico (PA) hanno attirato l’attenzione per la loro natura rinnovabile, abbondante e biodegradabile. Tra questi il ​​PA si distingue per l'elevata efficienza ignifuga dovuta al significativo contenuto di fosforo. Tuttavia, la sfida rimane poiché alcuni FR di origine biologica si affidano ancora a prodotti a base di petrolio per la loro efficacia.

Su questo argomento, Scienza e tecnologia per la gestione delle emergenze ha pubblicato un articolo di ricerca intitolato "Un ritardante di fiamma iperramificato di origine biologica verso la sicurezza antincendio e l'abbattimento dei fumi composito epossidico."

Questo studio descrive in dettaglio lo sviluppo innovativo e la caratterizzazione completa di un ritardante di fiamma completamente biologico denominato PA-DAD, creato attraverso una semplice reazione di neutralizzazione tra 1,10-diamminodecano (DAD) e acido fitico (PA). Le analisi di spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR), risonanza magnetica nucleare (NMR) e calorimetria a scansione differenziale (DSC) hanno confermato il successo della sintesi di PA-DAD, dimostrando cambiamenti nel legame chimico indicativi della formazione di ritardanti di fiamma.

Questo ritardante di fiamma di origine biologica è stato poi incorporato nei compositi di resina epossidica (EP) per studiarne l'impatto sul ritardo di fiamma e sulle proprietà meccaniche. L'aggiunta di PA-DAD ha migliorato significativamente i valori dell'indice limite di ossigeno (LOI) e le classificazioni UL-94 dei compositi EP, dimostrando la sua efficacia nel migliorare la resistenza al fuoco.

L’analisi termogravimetrica (TGA) e i test calorimetrici a cono hanno inoltre rivelato che il PA-DAD ha aumentato la resa del char e ridotto il tasso di picco di rilascio del calore (RR), la produzione totale di fumo (TSP) e le emissioni di gas tossici durante la combustione, affermando così la sua superiore resistenza alla fiamma. efficacia ritardante.

La formazione di uno strato di carbone denso e intumescente ha agito come una barriera termica, riducendo il trasferimento di calore e massa durante la combustione. Durante il processo di combustione, la decomposizione del PA-DAD può produrre prodotti con P-O-C, PO· e NH₃ , catturando così i radicali liberi attivi H· e OH·, riducendo le emissioni di ossigeno e gas tossici e prevenendo la continua degradazione del substrato.

Inoltre, lo studio ha esplorato le proprietà meccaniche dei compositi EP, rilevando una maggiore resistenza alla trazione, alla flessione e all'impatto con l'aggiunta di PA-DAD, attribuita alla maggiore densità di reticolazione e alle capacità di dissipazione di energia dei legami ionici formati da PA-DAD. /P>

In conclusione, il PA-DAD emerge come un ritardante di fiamma eccezionalmente efficiente e sostenibile dal punto di vista ambientale, che non solo migliora notevolmente il profilo di sicurezza antincendio dei compositi di resina epossidica (EP), ma ne preserva o migliora anche le proprietà meccaniche. Questo lavoro sottolinea il potenziale dell'utilizzo di materiali a base biologica per applicazioni di sicurezza antincendio, offrendo una strada promettente per lo sviluppo di ritardanti di fiamma sostenibili e ad alte prestazioni.

I risultati hanno un valore sostanziale per le future applicazioni nella creazione di materiali ignifughi più sicuri e più rispettosi dell'ambiente, segnando un contributo degno di nota nel campo della scienza e dell'ingegneria dei materiali.