As fibras de base biológica recebem retardadores de chama ligados quimicamente
Retardadores de chama mais baratos e mais amigos do ambiente poderão dar aos têxteis de base biológica um impulso na inovação
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As fibras fabricadas a partir de plásticos de base biológica reduzem a dependência de matérias-primas fósseis e promovem a economia circular. A ligação covalente de aditivos retardadores de chama pode abrir caminho para que estas fibras entrem no mercado de massas.
A recente catástrofe de incêndio na Suíça revelou a importância crucial da utilização de materiais ignífugos nos materiais de construção, no isolamento e em muitos outros objectos do quotidiano. Os têxteis com propriedades retardadoras de chama desempenham aqui uma função particularmente importante, uma vez que são utilizados em quantidades consideráveis - não só em materiais de construção, mas também em vestuário de segurança e proteção, em interiores de veículos e em mobiliário doméstico, como tapetes e móveis estofados.
Há décadas que são utilizados compostos retardadores de chama nas fibras sintéticas. Os compostos inorgânicos, bromados ou organofosforados, que são particularmente utilizados nas fibras de poliéster, provaram ser altamente eficazes. Os compostos de fósforo são ligeiramente menos nocivos para o ambiente quando libertados, pelo que são frequentemente a primeira escolha. A sua eficácia baseia-se no facto de formarem uma camada protetora de carbonização e interceptarem os radicais, o que reduz a inflamabilidade do material. A libertação de gases tóxicos e o desenvolvimento de calor adicional são limitados.
Desde há vários anos, tem-se verificado uma mudança na utilização de fibras sintéticas para fibras de base biológica. Embora a sua quota de mercado ainda seja pequena em comparação com as fibras sintéticas estabelecidas, como o politereftalato de etileno ou o polipropileno, estão a crescer de forma constante. As fibras de base biológica estão a ganhar importância porque reduzem a procura de matérias-primas fósseis. Ao mesmo tempo, a sua utilização apoia a economia circular e reduz as emissões de gases com efeito de estufa.
Um retardamento de chama persistente e eficaz nas fibras de base biológica, que seja também barato e amigo do ambiente, poderá dar aos têxteis de base biológica um impulso na inovação e contribuir para uma expansão significativa do mercado. É aqui que entra a equipa de investigação "Polímeros e Compósitos de Fibras" do DITF com o desenvolvimento de um plástico de base biológica retardador de chama chamado furanoato de polietileno (PEF). O PEF é semelhante em muitas propriedades ao amplamente utilizado politereftalato de etileno (PET), mas, ao contrário do PET, é feito de monómeros de base biológica. Embora o PEF já esteja tecnologicamente avançado e a caminho do mercado de massas, não possui atualmente retardador de chama, o que permitiria a sua utilização generalizada no sector têxtil.
No DITF, o PEF não é apenas sintetizado em reactores internos. Foram também efectuadas extensas séries de testes para avaliar a adequação de vários retardadores de chama à base de fósforo em diferentes concentrações. Dois aspectos são importantes para os investigadores: Em primeiro lugar, o retardador de chama deve estar ligado covalentemente às moléculas do polímero para evitar hemorragias. Isto é crucial para a proteção contra incêndios a longo prazo das fibras, devido ao seu pequeno diâmetro e elevada área de superfície específica. Em segundo lugar, a concentração do retardador de chama deve ser tão baixa quanto possível, sem deixar de proporcionar o melhor efeito possível. Apesar das suas boas propriedades de proteção contra o fogo, todos os aditivos comuns têm em comum o facto de serem potencialmente nocivos para a saúde e, quando libertados para o ambiente, serem difíceis de degradar por serem quimicamente estáveis. Em Denkendorf, não só conseguiram satisfazer estes requisitos, como também conseguiram aumentar o número de utilizadores. Conseguiram também aumentar o peso molecular dos polímeros sintetizados através da polimerização em estado sólido, de modo a produzir fibras com maior resistência.
Outras investigações térmicas e reológicas dos polímeros com diferentes concentrações de retardadores de chama identificaram a variante mais adequada para o processo de fiação. Para além da variante PEF contendo cinco gramas de fósforo por quilograma de polímero sob a forma de compostos organofosforados copolimerizados, foi fiada uma referência PEF sem retardador de chama. As fibras obtidas no laboratório de fiação foram transformadas em tecidos têxteis, que foram submetidos a testes de fogo. Os tecidos de malha retardadores de chama apresentaram uma inflamabilidade significativamente reduzida. O DITF continuará a estudar fibras PEF de base biológica e retardadoras de chama.
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