Modificação de partículas inorgânicas com compostos organo fosforados para a aplicação como aditivos retardantes de chama em sistemas poliméricos.

Abstract

Este trabalho tem como objetivos modificar partículas de argilas hidrotalcita e montmorilonita e partículas de sílica gel com compostos organo fosforados, caracterizá-las e ainda testar a resistência à chama de nanocompósitos de matriz de EVA obtidos com 15% em massa dessas partículas. A caracterização das partículas modificadas foi realizada através de análises de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Ressonância Magnética Nuclear de sólidos RMN-P 31, Difração de Raio-X (DRX), Espectroscopia vibracional de absorção no Infravermelho e Termogravimetria (TGA), enquanto os compósitos de EVA foram processados em câmara de mistura e avaliados via Teste de Chama horizontal UL-94 e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-EDS). As modificações realizadas na sílica gel causaram uma drástica diminuição no tamanho dos aglomerados de sílica. A presença de fosfatos e fosfinatos nas partículas inorgânicas modificadas foi confirmada através de análises de RMN-P 31 e de FTIR. As percentagens de massa residual obtidas nos termogramas confirmaram o mecanismo anti-chama em fase condensada do fosfato e em fase gás do fosfinato. A maioria dos compósitos apresentou resistência à chama de classificação HB sendo que o sistema de sílica com difenil fosfinato foi o mais eficaz no combate à chama do EVA. Visto que, comercialmente, os polímeros recebem uma grande quantidade de aditivos anti-chama (30 a 60%), o uso de 15% de aditivos nos compósitos deste trabalho indica que os resultados obtidos até então são no mínimo promissores.

The purpose of this work is to modify hydrotalcite and montmorillonite clays and silica gel particles with organo phosphorous compounds, characterize them and also test the flame resistance of nanocomposites of EVA obtained with 15% wt of these particles. The characterization of the modified particles was performed by analysis of transmission electron microscopy (TEM), Nuclear Magnetic Resonance at Solid state P31 -NMR, X-Ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy and Thermogravimetry (TGA), while EVA composites were processed in the mixing chamber and were evaluated by Test for Flammability UL-94 and Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS). The changes made in the silica gel caused a drastic decrease in the size of silica clusters. The presence of phosphates and phosphinates in the modified inorganic particles was confirmed by P31 -NMR analysis and infrared spectroscopy. The percentages of residual mass in thermograms confirmed the condensed phase flame retardant mechanism of phosphate and gas phase mechanism of phosphinate. Most composites showed the HB classification of flame resistance and the system silica with diphenyl phosphinate was the most effective in combating EVA flame. Since, polymers usually receive a large quantity of anti-flame additives (30 to 60%), the use of 15% wt of additives in the composites of this study indicate that the results are promising