L’Istituto Fraunhofer per le tecnologie ambientali, energetiche e di sicurezza UMSICHT ha ora studiato l’impatto ambientale dei ritardanti di fiamma organofosforici rispetto ai ritardanti di fiamma bromurati in componenti in plastica come prese di ricarica per auto elettriche o connettori USB-C per la prima volta in uno studio comparativo. valutazione del ciclo commissionata da Clariant. Il loro studio è pubblicato su ACS Sustainable Chemistry &Engineering .

I ritardanti di fiamma bromurati sono attualmente i più utilizzati perché sono semplicemente molto efficaci:efficienti da produrre, stabili alle alte temperature e possono essere prodotti in modo economicamente vantaggioso. Possono essere trovati in vari prodotti come automobili, elettronica, tessuti e mobili. Il consumo globale di ritardanti di fiamma è stimato a 2,4 milioni di tonnellate1. Più della metà di questi vengono utilizzati in applicazioni elettriche ed elettroniche come la mobilità elettrica.

Tuttavia, i ritardanti di fiamma bromurati, cioè alogenati, sono problematici:possono essere rilevati nel suolo, nell’acqua, nei fanghi di depurazione o persino negli animali selvatici. Inoltre, quando vengono bruciati, vengono prodotte emissioni tossiche. Esiste quindi un urgente bisogno di ritardanti di fiamma meno dannosi.

Chimica verde

Studi precedenti hanno dimostrato che molti composti del fosforo nelle applicazioni ritardanti di fiamma sono più sicuri e meno tossici dei ritardanti di fiamma bromurati. Tuttavia, finora mancavano studi olistici e quantificativi sul ciclo di vita di questi ritardanti di fiamma dalla culla alla tomba.

Su incarico di Clariant, il Fraunhofer UMSICHT ha ora confrontato per la prima volta l'impatto ambientale delle plastiche ignifughe utilizzate per le prese di ricarica e i dispositivi elettronici in un'analisi del ciclo di vita. Allo stesso tempo, questa analisi è parte di un case study per la Commissione Europea in conformità con la linea guida “Safe and Sustainable by Design”, che prevede la valutazione del ciclo di vita – e non solo della tossicità – come criterio di valutazione nello sviluppo di prodotti chimici.

L'azienda Clariant commercializza la formulazione ritardante di fiamma esaminata con il nome commerciale Exolit OP 1400. Exolit OP 1400 contiene l'acido dietilfosfinico ritardante di fiamma (DEPAL), che per la sua produzione richiede, tra gli altri, fosforo giallo, soda caustica e idrossido di calcio.

Impatto ambientale ridotto:potenziale elevato

I ricercatori sono giunti alla conclusione che l'impatto ambientale complessivo di Exolit OP 1400 è inferiore e, pertanto, rappresenta una valida alternativa ai tradizionali ritardanti di fiamma bromurati nei tecnopolimeri.

"L'uso di ritardanti di fiamma organofosforici come l'alluminio dietil fosfinato (DEPAL) riduce significativamente gli effetti negativi sulla salute umana e sull'ambiente", spiega il Dr. Daniel Maga, autore della valutazione del ciclo di vita presso Fraunhofer UMSICHT. Il principale vantaggio ambientale è la conservazione delle risorse, poiché non è richiesto il triossido di antimonio, come nel caso delle formulazioni bromurate.

L'antimonio è una delle 14 materie prime classificate come critiche dall'UE dal 2010. La CO₂ l'impronta ecologica dell'alternativa al fosforo è solo leggermente inferiore a quella dei ritardanti di fiamma bromurati, il che è dovuto principalmente all'estrazione ad alta intensità energetica del fosforo dalla roccia fosfatica.

Tuttavia, questo potrebbe essere ridotto utilizzando una percentuale maggiore di energie rinnovabili nella produzione di fosforo. Inoltre, lo smaltimento di Exolit OP 1400 è meno dannoso per l'ambiente e consentirà un migliore riciclaggio in futuro.