Como os TPEs retardadores de chama contribuem para reduzir a toxicidade da fumaça em espaços confinados como aviões e trens?

Os elastômeros termoplásticos retardadores de chama (TPEs) desempenham um papel crucial na redução da toxicidade da fumaça em espaços confinados como aviões e trens, onde os riscos de incêndio representam riscos significativos para a segurança humana. A redução da toxicidade da fumaça é alcançada através de vários mecanismos relacionados à composição do material, aos aditivos retardadores de chama e ao comportamento de combustão dos TPEs. Veja como os TPEs retardadores de chama contribuem:

1. Retardadores de chama sem halogênio
Muitos TPEs retardadores de chama , especialmente em indústrias como aeroespacial e de transporte, usam retardadores de chama sem halogênio. Os retardadores de chama halogenados tradicionais (como aqueles que contêm bromo ou cloro) são altamente eficazes em retardar a combustão, mas tendem a liberar gases tóxicos, como cloreto de hidrogênio (HCl) ou brometo de hidrogênio (HBr), quando queimados. Esses gases são prejudiciais quando inalados e podem causar graves problemas de saúde, incluindo danos respiratórios.

Redução de gases tóxicos: Ao usar retardadores de chama sem halogênio, os TPEs liberam significativamente menos vapores tóxicos quando expostos a altas temperaturas ou chamas. Sistemas livres de halogênio, como aqueles baseados em aditivos à base de fósforo, nitrogênio ou minerais, produzem subprodutos menos nocivos durante a combustão.

2. Menor geração de fumaça
Os TPEs retardadores de chama são projetados para produzir menos fumaça quando expostos ao fogo. Em espaços confinados como aviões e comboios, a inalação de fumo é uma das principais causas de mortes em incêndios. A fumaça pode obstruir a visibilidade, causando pânico, e os componentes tóxicos da fumaça podem danificar gravemente o sistema respiratório.

Mecanismo: Os aditivos retardadores de chama nos TPEs podem reduzir a quantidade de compostos orgânicos voláteis (COVs) liberados durante a combustão, que são responsáveis ​​pela fumaça preta e espessa. Alguns sistemas retardadores de chama promovem a formação de carvão, criando uma camada protetora que reduz a degradação do polímero, limitando a liberação de calor e a produção de fumaça.

3. Gases Inertes e Supressão de Fumaça
Certos aditivos retardadores de chama em TPEs, como sistemas intumescentes, liberam gases inertes como nitrogênio ou vapor de água quando expostos a altas temperaturas. Esses gases ajudam a diluir a concentração de oxigênio próximo ao material em combustão, reduzindo a taxa de combustão e suprimindo a formação de fumaça.

Mecanismo: Ao criar uma barreira física (como uma camada de carvão) ou liberar gases inertes, esses retardadores de chama evitam a formação de gases inflamáveis ​​que contribuem tanto para a propagação do fogo quanto para a fumaça tóxica.

4. Minimização de subprodutos tóxicos
Além das soluções livres de halogênio, os TPEs retardadores de chama são formulados para limitar a liberação de outros subprodutos tóxicos, como monóxido de carbono (CO) e cianeto de hidrogênio (HCN), que são particularmente perigosos em espaços fechados. Estes gases tóxicos podem ser letais mesmo em pequenas quantidades e são uma preocupação significativa em aplicações de transporte.

Formulação: Para combater isso, os retardadores de chama nos TPEs podem incluir aditivos que atuam como supressores de fogo e também reduzem a formação desses gases nocivos durante a combustão.

5. Formação de carvão e proteção de barreira
Muitos sistemas retardadores de chama usados ​​em TPEs funcionam promovendo a formação de uma camada de carvão na superfície do material quando exposto ao fogo. Este carvão atua como uma barreira isolante que retarda a propagação das chamas e limita a liberação de gases inflamáveis, o que por sua vez reduz a intensidade do fogo e a fumaça produzida.

Função de barreira: A camada de carvão não só evita a decomposição adicional do material subjacente, mas também inibe a emissão de compostos voláteis que contribuem para a toxicidade da fumaça. Isso ajuda a limitar a quantidade de partículas nocivas liberadas no ar durante um incêndio.

6. Baixas taxas de liberação de calor
Os TPEs retardadores de chama são projetados para ter taxas de liberação de calor (HRR) mais baixas em comparação com materiais não retardadores de chama. Uma HRR mais baixa significa que o material absorve e libera menos calor durante a combustão, reduzindo a intensidade geral do incêndio.

Impacto na toxicidade da fumaça: Ao minimizar a intensidade do incêndio, os TPEs retardadores de chama também reduzem a quantidade de material queimado, o que se traduz em menores quantidades de gases tóxicos e partículas na fumaça. Em espaços confinados como aviões e comboios, onde a ventilação é limitada, a redução da libertação de calor ajuda a controlar a propagação do fogo e limita a quantidade de fumo prejudicial.

7. Conformidade com padrões rígidos de segurança contra incêndio
Em indústrias como a aeroespacial e o transporte ferroviário, os materiais são obrigados a cumprir normas rigorosas de incêndio, fumo e toxicidade (FST), como a EN 45545-2 para comboios e a FAR 25.853 para aeronaves. Os TPEs retardadores de chama são formulados para cumprir essas normas, garantindo que não apenas resistam à ignição, mas também produzam o mínimo de fumaça e emissões tóxicas em caso de incêndio.

Influência dos Padrões: Esses padrões impulsionam o desenvolvimento de compostos TPE retardadores de chama que se concentram na redução da quantidade de vapores tóxicos e na manutenção da segurança dos passageiros em ambientes fechados. Formulações sem halogênio e retardadores de chama intumescentes são frequentemente usados ​​para atender a essas regulamentações de segurança.

Os TPEs retardadores de chama contribuem significativamente para a redução da toxicidade da fumaça em espaços confinados, como aviões e trens, por meio do uso de aditivos livres de halogênio, formação de carvão e mecanismos que reduzem as taxas de liberação de calor. Esses materiais são projetados para limitar a emissão de gases tóxicos e minimizar a geração de fumaça, tornando-os essenciais para melhorar a segurança contra incêndio e proteger os passageiros dos efeitos nocivos da fumaça em caso de incêndio.