Os nanoclays são nanofillers onipresentes que são isolados de argilas que ocorrem naturalmente através de agitação energética, seguidas de centrifugação e filtração de centrifugação e fluxo cruzado, ou ultracentrifugação. Os nanoclays são compostos de camadas de silicatos minerais empilhados, formando cristalitos complexos de argila. Três mecanismos principais foram relatados para retardamento de incêndio em materiais compósitos que contêm partículas de argila, incluindo mecanismos de migração, barreira e paramagnética.
No processo de combustão dos compósitos que contêm partículas de argila, as bolhas formadas durante a degradação do polímero empurram as nanopartículas de argila das camadas internas para a superfície dos compostos. A migração de argila para a superfície externa pode ser atribuída a diferentes fatores; A diferença na energia livre de superfície entre a mistura de polímero e argila de polímero, o gradiente de temperatura e viscosidade durante o aquecimento direcional e a formação de gases em ascensão durante o processo de combustão. A agregação de partículas de argila resulta em mais hidrofilicidade (ou seja, menos compatível com matrizes hidrofóbicas comuns) devido à degradação do tratamento orgânico nos intercaladores de argila. Consequentemente, uma camada de barreira rica em argila formará e reduzirá a taxa de perda de peso na combustão composta.
O mecanismo de barreira durante a fase condensada sugere a formação de uma camada de char em compósitos contendo partículas de argila enquanto exponha ao fogo. A barreira de char isolante impede a transferência de massa de produtos de degradação para a superfície do polímero de combustão. Isso, por sua vez, limitaria uma exposição adicional ao calor e oxigênio e impedia o processo de queima.
A captura de radicais paramagnéticos é outro mecanismo de retardância de incêndio sugerido de nanoclays. Esse mecanismo propõe que os metais estruturais em partículas de argila, como o ferro, possam prender os radicais formados durante a combustão de polímeros e reduzir a taxa de degradação.
Os nanoclays são amplamente utilizados como aditivos retardantes da chama em nanocompósitos de polímero, devido às suas propriedades incombustíveis. As contribuições de nanoclays podem resultar em retardamento superior de incêndio nas matrizes poliméricas por meio de uma melhoria perceptível na taxa de liberação de calor de pico, tempo de ignição e índice de crescimento de incêndio. Ahmed et al observaram uma camada de carvão protetora na superfície do poliestireno após a incorporação de nanoclays de 1 a 3% em peso, o que resultou em maior retardância de incêndio e menor emissão de fumaça, CO e CO2 do que o poliestireno puro. 39 A obtenção de nano-dispersão de argila nas matrizes poliméricas é um parâmetro essencial, que afeta o retardamento de incêndio dos nanocompósitos de argila polímero. Lu et al relataram métodos diferentes para melhorar a nanodispersão da argila em misturas de LLDPE/PA6. Eles observaram que as misturas com argila localizadas na fase LLDPE, em vez da fase PA6, exibiram melhor retardamento de chama.
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