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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Flame retardants are chemicals meant to improve the reaction-to-fire of polymers and composites, and enable their use in conformity with fire safety regulations. The development of flame retardants is determined by their specific action on flammability, their ability to avoid degradation of other functional properties, and their environmental and toxicological impacts. This article details the problematics of polymer flammability, the mechanisms of action of the different classes of flame retardants, and synergistic effects. Finally, environmental issues, particularly those connected to the life cycle of polymers are addressed.
Auteur(s)
-
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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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
polymers | fire retardancy
VERSIONS
- Version courante de oct. 2016 par Laurent FERRY, José-Marie LOPEZ-CUESTA
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Systèmes intumescents8. Retardateurs de flammes contenant du phosphore (rfP)
8.1 Retardateurs de flammes contenant du phosphore rouge Po (rfPo)
Le phosphore existe sous différentes formes allotropiques (figure 1). Le phosphore blanc s’oxyde spontanément à l’air, il s’échauffe et s’enflamme à 50 C. Il se conserve dans l’eau. Le produit de transformation du phosphore blanc par la chaleur (270 C), auquel on donne le nom de phosphore rouge, est un mélange complexe dont la composition varie suivant les conditions thermiques au cours desquelles il a été obtenu. Entre 400 C et 450 C, la variété rouge clair appelée phosphore pyromorphique est obtenue (d = 2,37). À 450 C, le phosphore pyromorphique se transforme réversiblement en phosphore violet moins dense (d = 2,18). Le phosphore rouge du commerce est un mélange de phosphore blanc, de phosphore pyromorphique et de phosphore violet. Leurs proportions dépendent des conditions thermiques de préparation et de la vitesse de refroidissement.
Sous l’action de l’oxygène et de la température, le phosphore rouge se transforme, principalement par oxydation, en acide phosphorique ou en anhydride phosphorique, dont l’action, du point de vue de la diminution de la combustion, s’effectue par effet physique. Les acides phosphoriques donnent par chauffage de l’acide polyphosphorique qui catalyse les réactions de déshydratation des matières organiques.
-
Applications
Le phosphore rouge est recommandé dans certains polymères oxygénés comme le PET, le PC. Il est utilisé dans des polyoléfines, ABS, HIPS, PBT, des polyesters insaturés, des résines époxydes, des polyamides : PA 6 et le PA 6-6.
Un PA 6 contenant 7 à 10 % de phosphore rouge passe le test UL 94 pour donner un indice V0.
2,5 % de P dans une résine époxynovolaque réticulée par du polyarylaminoisocyanurate donne une classe V0 pour le test UL 94 [25].
8.2 rf contenant du phosphore P+n (rfP+n)
Dans ces formules, n représente une liaison de valence.
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Depuis longtemps, il a été...
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Retardateurs de flammes contenant du phosphore (rfP)
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WALL (L.A.) - Analytical chemistry of polymers Part II. - (KLINE (G.) Éd.). Interscience, New York, p. 181 (1962).
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(2) - GRASSIE (N.) - Chemistry of high polymer degradation processes. - Butterworths, New York, p. 295 (1958).
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(3) - GRASSIE (N.) - Chemistry of high polymer degradation processes. - Butterworths, New York, 240, p. 58 (1958).
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(4) - FUCHS (V.W.), LOUIS (D.) - * - Makromol. Chem., 22, p. 1 (1957).
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(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).
-
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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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