I ritardanti di fiamma sono additivi funzionali che conferiscono proprietà-ritardanti di fiamma ai polimeri infiammabili. Sono progettati principalmente per il ritardo di fiamma nei materiali polimerici. Esistono vari tipi di ritardanti di fiamma, classificati in base al metodo di applicazione in ritardanti di fiamma additivi e ritardanti di fiamma reattivi.
Gli additivi ritardanti di fiamma vengono aggiunti ai polimeri attraverso la miscelazione meccanica per conferire proprietà ritardanti di fiamma. I ritardanti di fiamma additivi includono principalmente ritardanti di fiamma organici e inorganici, ritardanti di fiamma alogenati (organocloruri e bromuri organici) e ritardanti di fiamma non-alogenati. I ritardanti di fiamma organici sono rappresentati da composti a base di bromo-, fosforo-azoto-, azoto-e composti di fosforo rosso, mentre i ritardanti di fiamma inorganici includono principalmente triossido di antimonio, idrossido di magnesio, idrossido di alluminio e sistemi ritardanti di fiamma a base di silicio-.
I ritardanti di fiamma reattivi partecipano alla reazione di polimerizzazione come monomeri, impregnando così il polimero stesso di componenti ritardanti di fiamma. Il loro vantaggio è che hanno un impatto minore sulle prestazioni del materiale polimerico e forniscono un ritardo di fiamma di lunga durata.
I ritardanti di fiamma sono sostanze che aumentano la resistenza alla fiamma dei materiali polimerici, utilizzati principalmente in polimeri come plastica, gomma e fibre, la maggior parte dei quali sono infiammabili. Soprattutto per la plastica, le cui applicazioni nei trasporti, nell’edilizia, nelle apparecchiature elettriche, nell’aviazione e nel volo spaziale richiedono urgentemente soluzioni al problema del ritardo di fiamma. L'uso di ritardanti di fiamma richiede generalmente le seguenti condizioni: non devono ridurre le proprietà fisiche del materiale polimerico, come resistenza al calore, resistenza meccanica e proprietà elettriche; la loro temperatura di decomposizione non dovrebbe essere troppo elevata, ma non dovrebbero decomporsi alle temperature di lavorazione; dovrebbero avere una buona durabilità; buona resistenza agli agenti atmosferici; e dovrebbero essere poco costosi.
In generale, i ritardanti di fiamma organici hanno un'ottima affinità. Nella plastica, i ritardanti di fiamma bromurati rappresentano un vantaggio assoluto nei sistemi ritardanti di fiamma organici. Sebbene debbano affrontare molte critiche per quanto riguarda le questioni ambientali, altri sistemi ritardanti di fiamma hanno difficoltà a sostituirli.
Tra i ritardanti di fiamma non-alogenati, il fosforo rosso è un'opzione superiore, poiché vanta vantaggi quali basso dosaggio, elevata efficienza del ritardante di fiamma, bassa produzione di fumo, bassa tossicità e ampia applicabilità. Il fosforo rosso può essere combinato con ritardanti di fiamma inorganici come idrossido di alluminio e grafite intumescente per creare ritardanti di fiamma compositi fosforo/magnesio, fosforo/alluminio e fosforo/grafite non-alogenati, riducendo significativamente il dosaggio richiesto e migliorando così le prestazioni di lavorazione e le proprietà fisiche e meccaniche dei prodotti in plastica. Tuttavia, il fosforo rosso ordinario presenta inconvenienti come la facile ossidazione e l'assorbimento di umidità nell'aria, con rischio di esplosioni di polveri, difficoltà di trasporto e scarsa compatibilità con i polimeri, che ne limitano l'applicazione. Per risolvere queste carenze, è stata impiegata la tecnologia di microincapsulazione per creare fosforo rosso microincapsulato.
Il fosforo rosso microincapsulato supera gli svantaggi intrinseci del fosforo rosso pur mostrando un'elevata efficienza, bassa produzione di fumo e nessuna produzione di gas tossico durante la lavorazione. La sua disperdibilità, le proprietà fisiche e meccaniche, la stabilità termica e le prestazioni ignifughe sono tutte migliorate.
