el mercado permite obtener una gran cantidad de formulaciones. Adicionalmente, la combinación de las resinas con diferentes tipos de refuerzos permite el diseño de múltiples sistemas fabricados a medida para diversos campos de aplicación. Sin embargo, el uso de los materiales compuestos no es adecuado para todas las aplicaciones. Entre los retos que presentan para su aplicación en sectores de altas prestaciones, destaca la mejora de las propiedades de comportamiento al fuego. Los composites poli- méricos, cuando se exponen a elevadas temperaturas pueden sufrir descomposición química o pirólisis, y los productos resultantes puede reaccionar con el oxígeno atmosférico durante la combustión. El proceso de in amabilidad consta de cinco etapas funda- mentales, que son: calentamiento, descomposición, ignición, combustión y propagación. En la gura 1 se observa el ciclo de combustión de un material polimérico, con los factores que afectan a su mantenimiento. Para reducir la capacidad de combustión de los composites, se puede incorporar funcionalidades de retardancia a la llama en su composición química. Esta retardancia se puede conseguir de dos maneras diferentes: 'reactiva' o 'aditiva'. La forma reactiva implica el diseño de nuevos polímeros con retar- dancia a la llama o la modi cación de polímeros ya existentes a través de la copolimerización con unidades retardantes a la llama (o en la cadena o en un grupo lateral). De esta manera, la incorporación de las unidades ignífugas a la cadena polimérica forma enlaces covalentes que supone la aportación de retardancia a la llama permanente a los polímeros, al mismo tiempo que se mantienen las propiedades físicas y mecánicas del composite original. Sin embargo, la forma reactiva Figura 2. Comparativa en el tiempo de huida en formulaciones de plásticos con y sin retardante a la llama. supone un procedimiento más complejo para conseguir las propieda- des ignífugas requeridas de los sistemas que se van a utilizar. Por otro lado, la forma aditiva implica la incorporación de cargas ignífugas o retardantes a la llama a nuestros sistemas poliméri- cos. Esta forma constituye la manera más sencilla y económica de aportarle retardancia a la llama a los composites y es por ello que es la forma más ampliamente utilizada. Sin embargo, es importante tener en cuenta que este método supone ciertos inconvenientes como son la compatibilidad entre la carga y la matriz, y la posible pérdida de propiedades mecánicas en el polímero. Retardantes a la llama Un retardante a la llama (FR, de sus siglas en inglés Flame Retardant) es un aditivo capaz de modi car, reducir, retrasar o incluso eliminar el proceso de combustión de los materiales. De esta manera, la fun- ción principal de un retardante a la llama es incrementar el tiempo de huida y, por lo tanto, el tiempo de respuesta para combatir el incendio y aumentar la seguridad. 59 MATERIALES Sistema de ignifugación Mecanismos de actuación Principales tipos Minerales - Se descomponen endotérmicamente absorbiendo energía y liberan moléculas no in amables que diluyen los gases combustibles. - El residuo inorgánico restante forma una capa protectora. - Hidróxidos metálicos (p. ej. Al(OH)3 y Mg(OH)2). - Hidroxicarbonatos(p.ej.hidromagnetisa). - Boratos (p. ej. borato de zinc). Halogenados - Eliminan los radicales libres muy reactivos (H• y OH•) generados en la descom- posición térmica de los polímeros durante la combustión, lo que frena dicha descomposición. - Tetrabromobisphenol A (TBBPA), polibromodifenil éteres (PBDE)). - Monómerosycopolímeroshalogenados. Basados en fósforo - Sudescomposiciónproduceácidofosfóricoquecondensaparadarestructuras fosforiladas y desprender agua. Esto acaba dando lugar a una capa protectora carbonosa1. - Pueden volatilizarse en la fase vapor formando radicales libres y actuando como “secuestradores” de radicales H• y OH•. - Fósfororojo. - Fosfatosinorgánicos(p.ej.polifosfatodeamonio(APP)). - Compuestosbasadosenfósforoorgánico(p.ej.ésteresfosfatos, fosfonatos y fos natos). - Sistemasintumescentes. Basados en nitrógeno - Cuando la melamina sublima, absorbe una gran cantidad de energía, disminuyendo la temperatura. Cuando descompone, libera amoniaco, que diluye el oxígeno y los gases combustibles. - Puedeformarunacapacarbonosaprotectoraenlafasecondensada. - P. ej. Melamina. Basados en silicio - Migración del FR hacia la super cie del material durante la combustión seguido de la formación de una capa que retarda la llama. - Siliconas(p.ej.polidimetilsiloxano(PDMS)). - Sílice (SiO2)). - Silsesquioxanos. - Silicatos. Partículas nanométricas - Las partículas nanométricas permiten una reducción considerable en el contenido de carga ya que el área interfacial entre el polímero y la nanocarga se incrementa sustancialmente. - Elmecanismodeactuaciónfrentealallamadependedela morfología de la partícula, de la dispersión en la matriz, del contenido en carga, etc. - Por capas (p. ej. Nanoarcillas). - Fibrosos (p. ej. nanotubos de carbono (CNTs), sepiolita o grafeno). - En partículas, (p. ej. sílice esférica, POSS y óxidos metálicos (TiO2, Fe2O3, Al2O3 o Sb2O3)). Tabla 1. Lista de las principales familias de ignífugos, los mecanismos de actuación y los sistemas de aplicación. INDUSTRIA AERONÁUTICA