A celulose é o polímero orgânico mais abundante, encontrado na parede celular das plantas, bem como em fungos, bactérias e algas. A celulose possui numerosas unidades de glicose com alto grau de polimerização com base em seu método de extração. A Figura 4 representa uma organização de fibra de celulose em uma parede celular vegetal, que é consistida em muitas unidades de repetição de celobiose. 13 , 73 O mecanismo de formação de char é muito complicado em materiais celulósicos. Durante a decomposição térmica, a celulose pode produzir uma camada de carvão isolante sob certas especificações, dependendo de seu método de extração e tratamento de superfície. A condição de degradação e as espécies existentes no ambiente de combustão governam a quantidade de char produzido e sua estabilidade térmica.
Em baixas temperaturas, a degradação da celulose leva à formação de anidrocelulose. À medida que a temperatura aumenta, a célula restante descompacta -se no alcatrão e mais componentes de anidrocelulose e finalmente passa para a formação de carvão e gás. Muitas pesquisas foram realizadas para melhorar o retardamento de incêndio da celulose por modificações químicas da superfície ou incorporação de outros retardadores de incêndio (por exemplo, FRs de fósforo). Essas tentativas provaram ajudar ainda mais o comportamento de formação de carvão inerente da celulose. 73 , 76
Os nanomateriais celulósicos, como nanocristais de celulose (CNCs) e nanofibras de celulose (CNFs), são geralmente usados como nanofillers para vários polímeros para adaptar suas propriedades físicas, mecânicas e térmicas. Eles normalmente têm um diâmetro entre 5 e 500 nm e a maioria deles está disponível comercialmente ou pode ser extraída por métodos conhecidos (por exemplo, hidrólise ácida). 77 , 78 Recentemente, o potencial de retardamento de chama dos nanofillers de celulose atraiu muitos interesses. Existem inúmeros relatórios sobre o desempenho aprimorado de retardamento de chama de polímeros comerciais na presença de nanocristais de celulose modificados pela superfície ou híbridos de nanopartículas de celulose com outros retardadores de incêndio. 49 , 79 - 81
Um% em peso de CNCs extraído com hidrólise de ácido fosfórico provou aumentar a estabilidade térmica do ácido polilático (PLA). 82 O ácido fosfórico é bem conhecido por sua propriedade de retardamento de incêndio. 35 Além disso, os CNCs têm uma estrutura altamente cristalina, com cadeias bem compactadas e ligação de hidrogênio entre cadeias difíceis de que os protege de derreter em altas temperaturas. Portanto, a incorporação de CNCs tratados com ácido fosfórico na matriz do PLA aumentaria a estabilidade térmica do polímero pela formação da camada de carvão e impedindo a energia térmica.
O compósito de nanopaco de argila CNFS foi relatado como um revestimento retardador de chama eficaz para madeira. 83 O sistema híbrido foi preparado como uma estrutura [tijolo e argamassa ", onde os nanopapers de argila representam os tijolos e os CNFs representam a argamassa. A blindagem térmica fornecida por esse sistema causou uma diminuição de 81% no fluxo de calor da madeira, conforme relatado pelo cone Teste de calorimetria. 83 A camada de carvão formada por este híbrido atuou como uma camada isolante de barreira de oxigênio e aumentou o comprimento da difusão de oxigênio. Além disso, a camada de char de argila dificultou a difusão de voláteis de CNFs, resultando na formação de micro vazios e declínio posterior na condutividade térmica .
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