ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: USO DA PALHA DE CARNAÚBA EM REVESTIMENTO DE DUTOS – RETARDANTES DE CHAMA
AUTORES: SANTOS, A. E. L. (UFRN) ; PEREIRA, M.R. (UFRN) ; FONSECA, J.L.C (UFRN) ; CAVALCANTE, J. J. C. (UFRN)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho de vários retardantes de chama em uma formulação a ser usada como cobertura de esteiras de palha de carnaúba que serão usadas como substituto do alumínio em dutos de gás. Os retardantes de chama foram usados de modo a preencher os requisitos de segurança solicitados pela empresa. Foram utilizados dois tipos de testes de chama, o horizontal, (norma ASTM E-85) e o vertical (norma D-568). Os resultados dos testes foram significativamente diferentes mostrando que a metodologia empregada pode gerar diferentes conclusões.
PALAVRAS CHAVES: palha de carnaúba, retardantes de chama, teste de flamabilidade
INTRODUÇÃO: O objetivo principal deste trabalho foi testar diferentes retardantes de chamas para se determinar não apenas o mais eficiente como também a concentração ideal do mesmo, visto que não existe norma pra tal. Uma composição final geralmente é formada por vários tipos de aditivos tais como: estabilizantes, retardantes de chama, entre outros. As principais funções de um retardante de chama são aumentar o tempo que o material leva para iniciar o seu processo de combustão ou tornar a propagação da chama mais lenta, depois que já se iniciou a combustão1. O objetivo do seu uso é reduzir a probabilidade de combustão e a velocidade de propagação da chama nos materiais. A aplicação principal é em revestimentos para a construção civil e aeronáutica e nos isolamentos de fios e cabos elétricos. O efeito é obtido com a supressão da chama quando a fonte de calor é removida. As principais características desejáveis em um retardante de chama são: efeito durável com pequenas concentrações, geração de pouca fumaça, não gerar gases tóxicos e ter baixa toxicidade, fácil incorporação, não corroer os equipamentos de processamento, não alterar as propriedades de interesse do material; mecânicas, cor, aparência superficial, estabilidade, etc e baixo custo. Os retardantes de chama geralmente atuam interferindo quimicamente com o mecanismo de propagação de chama, produzindo gases incombustíveis que reduzem o suprimento de O2 e/ou formando de uma camada protetora, inibindo a combustão. Os principais tipos de retardantes de chama são os Inorgânicos (alumina tri-hidratada, SbO3, compostos de boro), os orgânicos não reativos (compostos de fósforo, cloro ou bromo, os orgânicos reativos (compostos halogenados). Neste trabalho foram testados alguns retardantes de chama da classe dos inorgânicos.
MATERIAL E MÉTODOS: 1-MATERIAIS
Hidróxido de Alumínio anidro, P. A., Synth Brasil); Hidróxido de Magnésio P. A., (Synth Brasil); Alumina Hidratada (Hydrogard GP); Triphenyl Phosphate (Aldrich Chemistry); Triethyl Phosphate (Aldrich Chemistry); Bico de Bunsen; Resina Acronal® 295 D SA (Resina A); Resina BN 504 (Resina B); Palha de carnaúba e argila (fornecidas pelo grupo de artesãos do município de Alto do Rodrigues/RN).
2-PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
Os corpos de provas, medindo 125 ± 5 mm de comprimento e 10 ± 1 mm de largura, foram revestidos com uma formulação composta de resina, argila (60 e 80%) e um dos seguintes retardantes de chama: hidróxido de alumínio (5 e 20%), de hidróxido de magnésio ( 5e20%), triethyl phosphate (5 e 20%), triphenyl phosphate (5 e 20%) e alumina hidratada (5 e 20%). Após a cobertura as amostras forma secas a temperatura ambiente por 48 horas.
3-ENSAIOS DE FLAMABILIDADE
Os testes de flamabilidade foram realizados de acordo com norma ASTM E-85 para o teste vertical e D-568 para o teste horizontal2. No teste vertical 10 mm do corpo de prova foi preso em uma garra, na posição vertical de modo que a parte final inferior do corpo de prova estivesse 10 mm acima do bico de Bunsen. Uma chama de 20 mm foi posicionada de modo 10 mm desta ficasse em contato com a amostra. A chama foi mantida em contato com a amostra por 10 (s) e após a retirada, media-se o tempo para a queima e o final da incandescência. No teste horizontal o corpo de prova (de mesmas dimensões) foi fixado na garra na posição horizontal, enquanto a chama foi colocada na extremidade a um ângulo de 45  2 graus por 30 (s). A partir de uma marca de 25mm media-se o tempo para a chama percorre uma determinada distância.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: No teste vertical é avaliado o tempo de queima e incandescência após a retirada da chama. Como a palha é um material bastante inflamável as amostram sofreram queima total mesmo após a retirada da chama. Deste modo, o tempo de queima (after flame) refere-se ao tempo para queima total da amostra. O tempo de incandescência (after glow) refere-se ao tempo para extinção da incandescência e, portanto o objetivo é torná-lo menor possível.
Figura 1 - Resultado do teste vertical para a palha pura e com as diferentes formulações.
A figura 1 mostra que para a formulação com a resina A, a adição do retardante de chama aumenta em cerca de dez vezes o tempo de queima das amostras, o que parece ser um resultado bastante significativo. Além disto, enquanto a palha in natura permanece incandescente por cerca de 18 segundos após a extinção da chama, uma formulação contendo 20% de trieti ou trifenil fosfato reduz significantemente este tempo. Para a formulação com a resina B os resultados mais positivos também foram os encontrados com os retardantes a base de trietil ou trifenil fosfato e 60% de argila. Em ambos os casos, as formulações propostas mostraram resultados superiores aos apresentados pela formulação atualmente em uso pela empresa. A figura 2 abaixo mostra os resultados dos tempos de queima, obtidos no teste horizontal. Verificou-se que todas as formulações com a resina A provocaram um aumento no tempo de queima. Os resultados mais expressivos foram encontrados para as formulações com argila e hidróxido de alumínio e magnésio. Nas formulações com a resina B, verifica-se que, o maior tempo de queima foi obtido para a formulação resina B mais 60% de argila.
Figura 2 – Resultado do teste horizontal para a palha pura e com as diferentes formulações.
CONCLUSÕES: No teste vertical as formulações, tanto com a resina A ou B contendo os retardantes trietil e trifenil fosfato foram as mais eficientes prolongando o tempo para a queima total da amostra e diminuindo o tempo para a extinção da incandescência. Já no teste horizontal a resina B, apenas com a adição da argila já seria suficiente para aumentar o tempo de queima visto que, mesmo na formulação sem o retardante, o tempo de queima aumentou significativamente. Conclui-se, portanto, que a formulação deverá ser escolhida de acordo com o tipo de queima sofrido pela amostra (vertical ou horizontal).
AGRADECIMENTOS: Os autores gostariam de agradecer a Petrobras S.A. pelo apoio financeiro, a Propesq/UFRN pelas bolsas de IC e a Basf S.A. pela doação das resinas acrílicas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] M. Sain, S. H. Park, F. Suhara, S. Law; Flame retardant and mechanical properties of natural fibre-PP composites containing magnesium hydroxide. Polymer Degradation and Stability 83, (2004) 363-367.
[2] Nitriflex da Amazônia Indústria e Comércio S.A; Nota Técnica – 015/97; Compostos Termoplásticos Aditivos com Retardantes a Chama.
