¿Podrán utilizarse bioplásticos ignífugos en la fabricación aditiva?

Los materiales utilizados en electrotecnia o electrónica deben cumplir elevadas exigencias. Sobre todo porque estos deben tener propiedades como la resistencia al fuego. En este caso, los plásticos cumplen los requisitos de resistencia al fuego necesarios para su uso en ingeniería eléctrica y electrónica. Pero ¿qué ocurre con los bioplásticos ignífugos? Los investigadores del Fraunhofer WKI y del Fraunhofer IAP se han planteado esta pregunta en colaboración con socios industriales y ya han podido celebrar los primeros éxitos en el curso de su investigación, no sólo desarrollando bioplásticos ignífugos, sino también demostrando que los materiales son compatibles con la fabricación aditiva.

Antes de los resultados de la investigación del Fraunhofer, no se conocía ningún retardante de llama de base biológica adecuado para el desarrollo de bioplásticos. Con este reto en mente, la atención se centró en una solución libre de halógenos que fuera rentable de utilizar. Esto es interesante ya que se necesita principalmente en cantidades extremadamente pequeñas. Al principio del proyecto de investigación, se centraron en la producción de nuevos retardantes de llama de origen biológico. Para ello, se llevaron a cabo síntesis basadas en alcoholes de origen biológico y compuestos que contienen fósforo.

Innovación en el campo de los bioplásticos ignífugos

Sin embargo, para que el factor ignífugo se dé en primer lugar, es importante entender la distribución uniforme del retardante dentro de la matriz del biopolímero PLA.  Para lograr esta unión del retardante de llama a esta matriz, se utilizó la reticulación por haz de electrones, que es un proceso no térmico. Aunque este proceso es muy habitual en los plásticos, aún no está muy probado con los bioplásticos. Para cambiar esto, sin embargo, hay que modificar las propiedades de los polímeros.

Sin embargo, no sólo había que tener en cuenta la resistencia al fuego, sino también al calor. Tras varias pruebas, el equipo pudo finalmente producir formulaciones específicas para PLA y PBS que cumplían el requisito de ignifugación. Así, los investigadores descubrieron que el material podía utilizarse en la fabricación aditiva y en el moldeo por inyección, lo que abría un amplio número de aplicaciones en estos campos. Las pruebas realizadas incluyeron UL94 (una prueba que mide si un material extingue o propaga las llamas una vez encendido), pruebas de hilo incandescente (que prueban la tendencia de los materiales a resistir la ignición, autoextinguir las llamas y la capacidad de no propagar o propagar el fuego por goteo) y pruebas de resistencia al rastreo.

“Hasta ahora, las formulaciones a base de Bio-PA sólo se han procesado a pequeña escala en el laboratorio de composición y en el moldeo por inyección. Es necesario seguir investigando para averiguar cómo se puede lograr el procesamiento utilizando extrusoras de doble husillo y en el moldeo por inyección. La optimización de los compuestos ignífugos a base de PA también debe llevarse a cabo con respecto a toda la gama de requisitos de la ingeniería eléctrica y la electrónica”, resume el Dr. Arne Schirp, director del proyecto. Puedes encontrar más información en el comunicado de prensa oficial del Fraunhofer WKI, aquí.

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*Créditos foto de portada: Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau