El caucho natural (NR) presenta un rendimiento superior y una amplia gama de aplicaciones, pero su inflamabilidad inherente limita su uso. Debido a su baja conductividad térmica, los productos de NR acumulan calor en condiciones dinámicas, lo que acelera el envejecimiento y aumenta el riesgo de incendio. Para solucionar esto, se incorporan retardantes de llama como el grafito expandible (EG). Sin embargo, el EG se enfrenta a desafíos como su baja hidrofilicidad y su débil adhesión interfacial con los polímeros, lo que provoca una dispersión y agregación desiguales.

La microencapsulación de EG mejora su compatibilidad con polímeros, pero puede reducir la conductividad térmica. Para contrarrestar esto, se introdujeron materiales de alta conductividad térmica como el nitruro de boro (BN) y los nanotubos de carbono (CNT). Este estudio preparó EG microencapsulado mejorado con BN (BN-EG) y EG microencapsulado mejorado con CNT (CNT-EG) mediante polimerización in situ y los incorporó a compuestos de NR.

Resultados clave:

1. Compuestos de BN-EG/NR:

    - Retardancia a la llama: La tasa máxima de liberación de calor (pHRR) se redujo en un 45,06 % (727,57 kW/m² frente a NR puro).

    - Supresión de humo: La tasa de producción de humo se redujo en un 40,42 % (17,94 m²/s·m²).

    - Conductividad térmica: Aumento del 205 % (0,451 W/m·K).

    - Índices de seguridad contra incendios: Índice de comportamiento al fuego óptimo (FPI: 4,95 × 10⁻² m² s/kW) y bajo índice de propagación del fuego (FGI: 13,72 kW/s·m²).

2. Compuestos de CNT-EG/NR:

    - Retardancia a la llama: Reducción del pHRR en un 45,57 % (723,52 kW/m²).

    - Propiedades mecánicas: Resistencia a la tracción mejorada en un 118,8 % y alargamiento a la rotura en un 23,7 %.

    - Conductividad térmica: Se triplicó el valor base de NR (0,46 W/m·K).

Conclusión:

El EG microencapsulado con BN o CNT mejora significativamente la resistencia al fuego, la gestión térmica y el rendimiento mecánico del NR, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta seguridad como la automoción, la construcción y el aislamiento eléctrico.