Compuesto de fibra ignífugo

El compuesto de fibra ignífugo es un material que se utiliza para hacer que un objeto sea seguro en caso de incendio.compuesto de fibra ignífugaPor lo general, está hecho de una combinación de dos o más materiales, como fibra de carbono y resina polimérica. Es una gran opción para muchas aplicaciones diferentes debido a su alta resistencia al calor y resistencia. También es resistente a productos químicos y abrasión. Esto lo convierte en una buena opción para aplicaciones aeroespaciales y otras industrias exigentes como la marina y la de petróleo y gas.

Si bien los compuestos ofrecen ventajas sobre las piezas metálicas en algunas aplicaciones, su inflamabilidad inherente es una limitación importante. Este riesgo relacionado con los incendios presenta importantes preocupaciones de seguridad para las industrias aeronáutica, ferroviaria y marítima, donde se utilizan cada vez más estructuras de FRP. Un desafío importante es desarrollar soluciones para mejorar el comportamiento al fuego de los compuestos.

A pesar de sus impresionantes propiedades mecánicas macroscópicas, los compuestos convencionales de fibra de carbono (CF) y matriz polimérica reforzada con fibra de vidrio se descomponen y colapsan en presencia de fuego, liberando gases tóxicos y humo y acelerando la propagación lateral de las llamas. Además, los CF inorgánicos y las fibras de vidrio conducen energía térmica impulsando el fuego hacia la estructura compuesta en la interfaz expuesta. Esta es una preocupación de seguridad importante para los operadores de estructuras compuestas y las cuadrillas que las operan, inspeccionan y reparan.

La inflamabilidad de los compuestos se puede mejorar significativamente mediante el uso de aditivos que pueden reducir pasivamente el contenido de combustible orgánico y, por lo tanto, generar humo o liberar activamente gases supresores de llamas o refrigerantes o incluso intumescentes, expandiéndose para proporcionar un espesor de aislamiento térmico adicional y retrasar o suprimir la ignición. Estos aditivos normalmente se añaden o se incorporan al compuesto. UC utiliza una variedad de materiales centrales en nuestras estructuras compuestas para cumplir con los requisitos específicos de los clientes en cuanto a retardo de fuego, incluido el panal de nomex, el panal de aluminio, la espuma de fenol y la madera contrachapada/balsa especial.

Los compuestos de matriz de fibra formulados para resistir el daño causado por gases calientes y corrosivos son especialmente atractivos en la industria aeroespacial y de cohetes. Una capa superficial integral de tejido cerámico resiste el calor extremo, impide la propagación de la llama hacia el interior e inhibe la difusión de oxígeno que degrada la resina de la matriz, mejorando así su durabilidad general, resistencia química y retardo de llama.

Aunque el policarbonato (PC) es un termoplástico de ingeniería destacado en la ciencia de materiales contemporánea, sus propiedades retardantes de llama siguen siendo una limitación importante. La incorporación de fibras de carbono cortas (SCF) en la matriz de PC mejora drásticamente su rendimiento de inflamabilidad para cumplir con los estándares UL-94 V-0, pero el efecto es solo temporal y no puede mantenerse con altos contenidos de SCF.

Para abordar esta cuestión, Shang et al. desarrolló un sistema compuesto SCF/PC que contiene sulfuro de polifenileno (PPS) intercalado entre las capas de carbono del compuesto. El PPS complementó el efecto reforzante del SCF y juntos aumentaron el retardo de llama integral del PC, como lo confirman la calorimetría de cono y las pruebas de ignición de gotas.

Al establecer relaciones estructura-propiedad a escala molecular y diseñar nuevas arquitecturas de polímeros, este estudio sugiere una forma fundamentalmente nueva de mejorar la retardancia de llama de los compuestos basados ​​en PA. Específicamente, la combinación de estrategias de diseño molecular con métodos computacionales como simulaciones de dinámica molecular y modelos de aprendizaje automático permite un enfoque de diseño más racional para guiar el extenso espacio combinatorio de retardantes de llama, sistemas matriciales y fibras.