Uma ampla gama de estudos mostrou que os nanotubos de carbono (CNTs) de parede única (SWCNTs) ou de paredes múltiplas (MWCNTs) estão entre as alternativas mais promissoras para os retardadores de chama tradicionais serem usados em diferentes polímeros, como pp, PP, PP , PLA, lignocelulose, resina epóxi. 84 - 88 Esses estudos demonstraram que a adição de uma pequena quantidade de CNTs bem dispersos (<5%em peso) a compósitos de polímeros pode melhorar significativamente o comportamento do incêndio devido a suas fascinantes propriedades químicas e físicas.
Os CNTs têm uma estrutura altamente alongada com uma grande proporção. Sua geometria específica lhes permite criar uma forte rede de proteção na fase condensada para proteger o polímero subjacente do calor. Esse comportamento pode resultar na supressão da taxa de liberação de calor (redução de PHRR na calorimetria do cone) e na taxa de perda de peso durante a combustão. 85 , 90 Além disso, foram relatadas propriedades baixas de propagação de chama, supressão de fumaça e anti-gotejamento ao incorporar CNTs em diferentes polímeros.
A melhoria no retardamento de incêndio dos compósitos poliméricos depende fortemente da dispersão uniforme dos CNTs e de suas interações com a matriz polimérica. 84 , 89 Existem diferentes métodos de modificação de superfície e técnicas de fabricação, apoiando a distribuição homogênea dos CNTs em polímeros. Além disso, a hibridação de CNTs com compostos inorgânicos ou retardadores de chama orgânica ligada covalentemente foi investigada para melhorar sua estabilidade térmica. Vale a pena notar que os polímeros com anéis aromáticos em suas estruturas, como os policarbonatos, são conhecidos por ter uma boa adesão interfacial com CNTs.
O tratamento químico de CNTs com ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico provou ser bem -sucedido quando incorporado em diferentes polímeros, como ácido polilático ou lignocelulose. 86 , 89 Verificou-se que a incorporação de 2% em peso dos MWCNTs tratados com ácido para compósitos de lignocelulose/quitosana (LC/GC/MWCNT) pode diminuir a liberação total de calor e a produção total de fumaça em 10,7% e 45,5% em comparação com os de polímero virgem durante o teste de calorimetria do cone. O composto LC/GC/MWCNT também exibiu valores mais altos de LOI em comparação com polímeros arrumados . Além disso, Yang et al mostraram que a adição de 1% em peso de CNTs tratados com ácido ao compósito de fitato de magnésio PLA/cálcio promoveu uma redução significativa na taxa de liberação de calor de pico até 35% e um resíduo de char de 18,4%.
Existem alguns estudos que introduzem métodos de preparação de mistura de fusão sem tratamentos ou modificações primárias. Kashiwagi et al relataram uma redução significativa no PHRR do polipropileno (PP) por adição de 1% vol% de MWCNTs. Os compósitos PP/MWCNTs foram preparados usando a mistura direta de fusão sem nenhuma modificação primária ou aditivos adicionais. 85 Rahatekar et al demonstraram o efeito de retardância da chama dos MWCNTs na resina epóxi através da dispersão uniforme de nanofillers por meio de mistura de cisalhamento alta. 88 Redução de quase 50% na taxa de perda de massa (MLR) foi observada para compósitos de epóxi/MWCNTs em comparação com o epóxi puro, usando o aparelho de gaseificação. 88 Em outro trabalho, Kashiwagi et al 92 SWCNTs foram adicionados à suspensão PMMA e dimetilformamida (DMF) e permitidos dispersar por sonicação do banho por 24 h. A dispersão uniforme dos SACNTs foi controlada por sua concentração no DMF. Os resultados dos testes calorimétricos de cone mostrou uma redução significativa no PHRR para amostras com 0,5% em peso de SWCNTs dispersos uniformemente no PMMA. Por outro lado, o PMMA contendo 0,5% em peso de SWCNTs mal disperso provou ter um desempenho de incêndio semelhante ao PMMA da Virgin .
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