Il carbon black è un ritardante di fiamma comunemente utilizzato, ampiamente utilizzato nell'industria della plastica e della gomma. Il carbon black ha i vantaggi di basso costo, alta efficienza e sicurezza, e può impedire efficacemente che i materiali in plastica e gomma prendano fuoco e brucino. Il carbon black può anche avere alcuni effetti negativi sulle proprietà ignifughe.
Il carbon black aumenta la conduttività termica di plastiche e gomme. La conduttività termica è un indicatore quantitativo della conduttività termica del materiale. Maggiore è la conduttività termica, più forte è la conduttività termica del materiale. Aumentare la conduttività termica renderà difficile dissipare il calore, prolungando così il tempo di combustione e determinando una diminuzione delle prestazioni ignifughe.
Il carbon black contiene una certa quantità di umidità, che assorbirà l'umidità e aumenterà il coefficiente di espansione termica di plastica e gomma. Il coefficiente di espansione termica è un indicatore quantitativo della velocità di variazione del volume del materiale durante il processo di riscaldamento. Maggiore è il coefficiente di espansione termica, maggiore è la deformazione del materiale. L'aumento del coefficiente di espansione termica può rendere il materiale fragile, con conseguenti tempi di combustione più lunghi e ridotte proprietà ignifughe.
Il nerofumo produce una grande quantità di fumo e gas nocivi durante il processo di combustione, aumentando il rischio di incendio.
Nelle applicazioni pratiche, per migliorare le prestazioni ignifughe, è necessario utilizzare carbon black di alta qualità e ridurre opportunamente la quantità aggiunta. Allo stesso tempo, l'aggiunta di alcuni ritardanti di fiamma ad alta efficienza come i silani neri e i ritardanti di fiamma al pirogallolo A alla formula può migliorare in modo più efficace le prestazioni ignifughe e ridurre l'uso di carbon black.
I ricercatori sono inoltre costantemente alla ricerca di ritardanti di fiamma più avanzati e sicuri per sostituire il carbon black, come i ritardanti di fiamma basati su grafene e materiali nanocarbonici. Questi nuovi ritardanti di fiamma solitamente hanno una conduttività termica e un coefficiente di espansione termica inferiori e non produrranno gas nocivi.
L'ampia applicazione del carbon black nei settori della plastica e della gomma si basa sulle sue eccellenti proprietà ignifughe e sul basso costo. Il carbon black presenta anche alcuni difetti, che hanno un certo impatto sulle proprietà ignifughe. Pertanto, utilizzare carbon black di alta qualità e ridurre opportunamente la quantità aggiunta è un modo efficace per migliorare le prestazioni ignifughe. I ricercatori sono inoltre costantemente alla ricerca di ritardanti di fiamma più avanzati e sicuri per sostituire il carbon black, nella speranza di risolvere questi problemi e ottenere migliori proprietà ignifughe.