Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les retardateurs de flamme sont des composés chimiques améliorant la réaction au feu des polymères et composites et permettant leur utilisation en conformité avec la réglementation incendie. Le développement des retardateurs de flamme est conditionné par leur action propre sur la réaction au feu, leur capacité à ne pas dégrader les autres propriétés des matériaux, mais aussi par leurs impacts environnementaux et toxicologiques. L’article détaille la problématique de l’inflammabilité des polymères, les mécanismes généraux d’action des différentes familles de retardateurs de flamme ainsi que les effets de synergie. En dernier lieu, les aspects environnementaux, liés notamment au cycle de vie des polymères, sont évoqués.
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Jean BROSSAS : Professeur - Université Louis-Pasteur et Institut C. Sadron (1972-1993) - École d’Application des Hauts Polymères de Strasbourg (1990-1992)
INTRODUCTION
Il existe un grand nombre d’additifs retardateurs de flammes qui permettent aux matériaux ainsi formulés de passer certains tests au feu. Ces derniers sont souvent adaptés au type d’utilisation de l’objet fabriqué in fine et non reliés à des valeurs thermodynamiques intrinsèques. Les soucis initiaux du fabricant et du législateur depuis 25 ans concernaient surtout l’efficacité du retardateur de flammes, la réduction éventuelle des fumées, ainsi que la toxicité la plus réduite possible de ces matériaux en cas d’incendie. Vu l’abondance aujourd’hui des plastiques dans les ordures, i l sera demandé en outre aux retardateurs de flammes employés de ne pas produire de gaz toxiques lors de l’incinération des objets plastiques en fin de « vie », à moins qu’une politique générale de recyclage des plastiques ne se mette en place ou que les incinérateurs industriels ne travaillent à une température nettement plus élevée qu’actuellement.
Après quelques observations sur la faible résistance thermique des polymères et sur leurs principales voies de dégradation, les méthodes générales de l’amélioration de leur résistance au feu sont abordées dans cet article. Les différents retardateurs de flammes réactifs ou non, micromoléculaires ou macromoléculaires, sont passés systématiquement en revue, et les mécanismes d’action décrits dans chaque cas.
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- Version courante de oct. 2016 par Laurent FERRY, José-Marie LOPEZ-CUESTA
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Plastiques et composites
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Présentation
Amélioration de la résistance au feu des polymères1. Résistance thermique des matériaux macromoléculaires
1.1 Caractéristiques thermiques
Les matières plastiques connaissent depuis une cinquantaine d’années un développement important grâce à leurs bonnes propriétés mécaniques, à leurs propriétés physiques très variées et à leur grande facilité de mise en œuvre. Cependant elles présentent, en général, un grave défaut, qui est leur faible résistance thermique. Les polymères, comme tous les produits organiques, sont inflammables lorsque les quantités de chaleur et d’oxygène nécessaires à leur combustion sont atteintes. La combustion traduit le bilan énergétique des ruptures de liaisons dans les macromolécules, des réactions de recombinaison des radicaux et des réactions d’oxydation des atomes de carbone et d’hydrogène, atomes les plus nombreux dans les polymères. Heureusement pour l’utilisateur de matières plastiques, les vitesses de combustion et de propagation de la flamme peuvent être considérablement ralenties. L’ignifugation d’un polymère ne signifie cependant pas incombustibilité, mais seulement retard à la combustion : les matériaux polymères organiques brûlent pratiquement dans tous les cas, lorsque certaines conditions de température et d’oxydabilité sont remplies.
HAUT DE PAGE1.2 Nature de la dégradation
Sous l’influence d’un choc thermique ou d’une flamme, la chaîne macromoléculaire va se dégrader et, suivant le gradient d’oxygène de l’atmosphère qui entoure le matériau polymère, il y aura pyrolyse en absence d’oxygène ou dégradation oxydative en présence de ce dernier. La dégradation conduit, entre autres, à la formation en phase gazeuse de radicaux H· et OH· qui sont les radicaux les plus réactifs dans la combustion.
HAUT DE PAGE
Dans les polymères purs, en absence d’oxygène, l’amorçage de la dégradation s’effectue :
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par coupure de liaison labile située en extrémité de chaîne : c’est...
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Résistance thermique des matériaux macromoléculaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WALL (L.A.) - Analytical chemistry of polymers Part II. - (KLINE (G.) Éd.). Interscience, New York, p. 181 (1962).
-
(2) - GRASSIE (N.) - Chemistry of high polymer degradation processes. - Butterworths, New York, p. 295 (1958).
-
(3) - GRASSIE (N.) - Chemistry of high polymer degradation processes. - Butterworths, New York, 240, p. 58 (1958).
-
(4) - FUCHS (V.W.), LOUIS (D.) - * - Makromol. Chem., 22, p. 1 (1957).
-
(5) - BURHART (W.J.), PARSONS (J.L.) - * - Polymer Sc., 22, p. 249 (1956).
-
(6) - LENZ (R.W.) - Organic chemistry of synthetic high polymer. - Interscience Publishers, p. 740 (1967).
-
...
ANNEXES
1 À lire également dans nos bases
SAINRAT (A.) - Essais normalisés de réaction au feu. - [AM 3 540] Traité Plastiques et Composites, oct. 2005.
HAUT DE PAGE
NF EN ISO 4589-3 - 1996 - Plastiques. Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène. Partie 3 : essai à haute température - -
ASTM D 635 - 2006 - Standard Test Method for Rate of Burning and/or Extent and Time of Burning of Plastics in a Horizontal Position - -
HAUT DE PAGE3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Akzo Nobel http://www.akzonobel.com/com
Alumines Durmax http://www.alumines-durmax.fr
Bayer...
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