¿Por qué el bromo es un componente tan comúnmente utilizado en los retardantes de fuego?

Por qué el bromo es un ignífugo eficaz

En general, la estabilidad del bromo en una molécula retardante de llama típica significa que la molécula puede ofrecer la mayor actividad como retardante activo de llama, a la vez que es rentable. La elección de los sistemas ignífugos para cualquier aplicación particular depende de cómo se descompone el material en un incendio, así como de la propiedad física de los materiales. Los retardantes de llama bromados, porque actúan en la llama, se pueden usar en casi todas las aplicaciones.
En el revestimiento de textiles, el modo de acción (“extinción de la llama”) de los retardantes de llama bromados es particularmente deseable, ya que permite que el retardante de la llama se recubra en un lado del textil, con el efecto de extinción de llamas en el otro lado. Esto es extremadamente importante para los muebles tapizados textiles.
Los métodos de revestimiento posterior se usan en telas donde la estética de la cara frontal es muy importante, es decir, telas de muebles, cortinas y colchones, ver Figura 8 (NAP 2000). Estos recubrimientos o aglomerantes de resina pueden ser un copolímero acrílico, copolímeros de estireno butadieno o copolímero de etileno-acetato de vinilo.
El hecho de que los retardantes de llama bromados (BFR) sean particularmente eficientes significa que con frecuencia pueden tener menos impacto en las propiedades físicas de un plástico que otros sistemas. También hay una amplia gama de BFR disponibles que permiten al formulador seleccionar el producto óptimo para equilibrar el costo con las propiedades físicas: resistencia a la temperatura, características de procesamiento y todas las otras características importantes que un uso final en particular puede requerir.

Necesito agregar algo que Shanu Jain no te dijo, que es lo que está sucediendo en el proceso. Un retardante de llama se convierte en un radical libre bastante estable en una llama, y ​​este radical da la vuelta para terminar las reacciones de radicales libres en la llama simplemente combinándose con otros radicales. Como la mayoría de las llamas requieren una reacción en cadena de radicales libres, que se propaga causando una reacción que produce más radicales, un terminador radical detiene estas cadenas y apaga el fuego. O lo ralentiza.

Los compuestos de bromo se queman para formar átomos de bromo que luego se convierten en radicales de bromo Br. muy facilmente. La misma propiedad los hace muy destructivos para la capa de ozono, ya que los radicales reaccionan con el ozono para destruirlo. Debido a que los radicales de bromo son átomos, no hay mucho que los dañe: permanecen radicales en una amplia gama de temperaturas de llama, por lo que funcionan muy bien. Los fluorocarbonos volátiles que contenían bromo también funcionan maravillosamente, pero actúan para que el bromo suba a la estratosfera son capas de ozono donde no lo quieres, por lo que en su mayoría han sido prohibidos (excepto en aplicaciones de lucha contra incendios muy costosas, como en los militares y a bordo de los aviones).

Pero los sólidos que contienen bromo y no liberan radicales de bromo hasta que se queman, son en realidad la principal aplicación para los compuestos de bromo. ¡Ahí es donde se utilizan la mayoría de los productos químicos de bromo del mundo! El cloro y el flúor no forman radicales libres con tanta facilidad. El yodo funciona, pero no tan bien, y los sólidos orgánicos yodados tienden a descomponerse fácilmente porque el enlace yodo-carbono no es muy fuerte.

Para ser precisos, no es bromo libre sino compuestos organobromados. Además, no se usan solos, sino generalmente en presencia de óxido de antimonio. Cuando se calientan, estos compuestos forman bromuro de antimonio, que inhibe la reacción de combustión al extinguir los radicales libres a medida que se forman.

Los organoclorados fueron el material original utilizado para este propósito, pero los reguladores se dieron cuenta de que eran peligrosos para la salud humana y el medio ambiente y los restringieron. El uso de compuestos de bromo en este caso es en gran medida un truco químico para evitar la regulación.

Existe investigación sobre retardantes no halógenos. El trabajo de Bill Starnes en William and Mary usando compuestos de azufre es un ejemplo. Sin embargo, ninguno de estos materiales es ampliamente aceptado en la industria todavía.