Los retardantes de llama están presentes en miles de artículos cotidianos, desde ropa hasta muebles y productos electrónicos. Aunque estas sustancias pueden ayudar a prevenir lesiones y muertes relacionadas con incendios, podrían tener efectos nocivos para la salud humana y el medio ambiente. Son de especial preocupación aquellos conocidoscomo organohalogenados, que se derivan del petróleo. Hoy en día, los científicos informan retardantes de llama biodegradables y potencialmente menos tóxicos de una fuente poco probable: las plantas.
Los investigadores presentarán sus resultados en la Reunión y Exposición Nacional de Otoño de la American Chemical Society ACS de otoño de 2019.
"Los mejores productos químicos ignífugos han sido los compuestos organohalogenados, en particular los aromáticos bromados", dice Bob Howell, Ph.D., el investigador principal del proyecto. "El problema es que cuando tiras los artículos y los tiras a un vertedero, estas sustancias pueden filtrarse al medio ambiente "
La mayoría de los retardantes de llama organohalogenados son muy estables. Los microorganismos en el suelo o el agua no pueden degradarlos, por lo que persisten durante muchos años en el medio ambiente, avanzando en la cadena alimentaria. Además, algunos de los compuestos pueden emigrarde los elementos a los que se agregan, como los electrónicos, y entran en el polvo doméstico. Aunque los efectos en la salud de ingerir o respirar retardantes de llama organohalogenados son en gran medida desconocidos, algunos estudios sugieren que podrían ser dañinos, lo que llevó a California a prohibir las sustancias en los productos para niños,colchones y muebles tapizados en 2018.
"Varios ignífugos ya no están disponibles debido a problemas de toxicidad, por lo que existe una necesidad real de encontrar nuevos materiales que, uno, no sean tóxicos y no persistan, y dos, no dependan del petróleo"Howell dice. Su solución fue identificar compuestos de plantas que pudieran convertirse fácilmente en retardantes de llama mediante la adición de átomos de fósforo, que se sabe que apagan las llamas. "Estamos fabricando compuestos que se basan en recursos biológicos renovables", dice.a menudo no son tóxicos; algunos incluso son ingredientes alimenticios. Y son biodegradables: los organismos están acostumbrados a digerirlos ".
Para hacer sus compuestos derivados de plantas, Howell y sus colegas del Centro de Aplicaciones en Ciencia de Polímeros de la Universidad Central de Michigan comenzaron con dos sustancias: ácido gálico, comúnmente encontrado en frutas, nueces y hojas; y ácido 3,5-dihidroxibenzoico detrigo sarraceno. Mediante una reacción química bastante simple, los investigadores convirtieron los grupos hidroxilo en estos compuestos en ésteres de fósforo ignífugos. Luego, el equipo agregó los diversos ésteres de fósforo individualmente a las muestras de una resina epoxi, un polímero que a menudo se usa en electrónica, automóviles yaeronave, y examinó las diferentes propiedades de los ésteres con varias pruebas.
En una de estas pruebas, los investigadores demostraron que los nuevos retardantes de llama podrían reducir en gran medida la tasa máxima de liberación de calor de la resina epoxi, que refleja la intensidad de la llama y la rapidez con la que se propagará. Las sustancias derivadas de las plantasfuncionó tan bien como muchos retardantes de llama organohalogenados en el mercado ". De hecho, pueden ser mejores", dice Howell. "Debido a que el ácido gálico tiene tres grupos hidroxilo dentro de la misma molécula que pueden convertirse en ésteres de fósforo, usted nono tiene que usar la mayor cantidad de aditivo, lo que reduce el costo "
Los investigadores también estudiaron cómo los nuevos compuestos apagan las llamas, descubriendo que el nivel de oxigenación en el átomo de fósforo determina el modo de acción. Los compuestos con un alto nivel de oxigenación fosfatos se descomponen en una sustancia que promueve la formación de carbón en el polímerosuperficie, privando a la llama del combustible. En contraste, los compuestos con un bajo nivel de oxigenación fosfonatos se descomponen en especies que eliminan los radicales promotores de la combustión.
El equipo de Howell aún no ha realizado pruebas de toxicidad, pero dice que otros grupos han realizado tales estudios en compuestos similares. "En general, los compuestos de fósforo son mucho menos dañinos que los organohalogenados correspondientes", señala. Además, la plantaLas sustancias derivadas no son tan volátiles y tienen menos probabilidades de migrar de los artículos al polvo doméstico. Howell espera que los nuevos retardantes de llama atraigan la atención de una compañía que pueda ayudarlos a comercializarlos, dice.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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