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1 - POLYMÈRES ET MATIÈRES PLASTIQUES

2 - COMBUSTION DES POLYMÈRES

3 - IGNIFUGATION DES POLYMÈRES

4 - CONCLUSION

5 - ANNEXE : MÉTHODES DE CARACTÉRISATION DU COMPORTEMENT AU FEU DES POLYMÈRES

Article de référence | Réf : AF6049 v1

Chimie de la combustion des polymères et ignifugation

Auteur(s) : Christelle VAGNER, Marianne COCHEZ, Henri VAHABI, Michel FERRIOL

Relu et validé le 01 oct. 2020

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RÉSUMÉ

Les matériaux polymères sont massivement utilisés dans de nombreux secteurs d’activité. Cependant, ils brûlent facilement car ils sont porteurs d’une charge combustible importante. Il est donc nécessaire d’améliorer leur comportement au feu par ajout de composés ignifugeants appelés retardateurs de flamme, le but étant de neutraliser ou de retarder la combustion, et de réduire l’émission de fumées. Après avoir rappelé les méthodes principales de synthèse des polymères, une grande partie de cet article est consacrée à la combustion des polymères dans laquelle sont détaillés les différents processus mis en jeu. Enfin les stratégies d’ignifugation de ces matériaux ainsi que les mécanismes d’action des retardateurs de flamme sont présentés.

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ABSTRACT

Chemistry of the Combustion of Polymers and Fire Retardancy

Polymeric materials are used massively in many branches of industry. However, they burn easily because they carry a large combustible load. It is thus necessary to improve their fire behavior by adding fire-retarding compounds called flame retardants, the aim being to neutralize or delay combustion, and reduce smoke emission. After recalling the principal methods of synthesis of polymers, most of this article is devoted to the combustion of the polymers, in which the various processes concerned are detailed. Lastly the strategies for fire retardancy of these materials and the mechanisms of action of flame retardants are presented.

Auteur(s)

  • Christelle VAGNER : Maître de conférences, Docteur en Chimie-Physique - Laboratoire Matériaux Optiques Photonique et Systèmes EA 4423 - Université de Lorraine/CentraleSupélec - Laboratoire MADIREL UMR 7246, Aix Marseille Université, Marseille, France

  • Marianne COCHEZ : Maître de conférences, Docteur en Chimie des Matériaux - Laboratoire Matériaux Optiques Photonique et Systèmes EA 4423 - Université de Lorraine/CentraleSupélec, Metz, France

  • Henri VAHABI : Maître de conférences, Docteur en Chimie et Physico-Chime des Matériaux - Laboratoire Matériaux Optiques Photonique et Systèmes EA 4423 - Université de Lorraine/CentraleSupélec, Metz, France

  • Michel FERRIOL : Professeur des Universités, Docteur d’État ès-Sciences - Laboratoire Matériaux Optiques Photonique et Systèmes EA 4423 - Université de Lorraine/CentraleSupélec, Metz, France

INTRODUCTION

Les matériaux polymères ont envahi notre vie quotidienne, mais ils sont également de plus en plus utilisés pour des applications de haute technicité (industrie automobile, aéronautique, articles de sport notamment). Possédant une forte charge en carbone et hydrogène, ce sont des matériaux particulièrement combustibles. Outre les atteintes directes aux biens, à la santé et à la vie des personnes, les incendies peuvent avoir des répercussions non négligeables en termes de développement durable (destruction totale ou partielle d’infrastructures) et d’environnement (production et dissémination de composés toxiques et/ou corrosifs : monoxyde de carbone, dioxines, cyanure d’hydrogène, composés aromatiques polycycliques…).

Cet article a pour but de présenter aux ingénieurs et techniciens ayant des connaissances de base en chimie, les différents processus et mécanismes liés à la décomposition thermique et à la combustion des polymères ainsi que les principales solutions développées afin de leur procurer une résistance au feu accrue et permettre, en cas d’incendie, une meilleure protection des biens et des personnes. La grande diversité des matériaux polymères utilisés (copolymères, présence d’additifs ou renforts…) en ce qui concerne leur composition ou leur forme (fibres, mousses, films, massifs…) ne permet pas le développement de solutions universelles et nécessite une adaptation et une mise au point particulière à chaque cas de figure. C’est pour cela qu’il est nécessaire de bien appréhender tous les aspects chimiques de la question et, notamment, de la synthèse de ces matériaux qui leur confère de si remarquables combinaisons de propriétés.

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KEYWORDS

polymers   |   flame retardants   |   ignifugation   |   thermal decomposition

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6049


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MERCIER (J.P.), MARECHAL (E.) -   Chimie des Polymères : synthèses, réactions, dégradations.  -  Traité des Matériaux, 13, Presses Polytechniques et Universitaires Romanes (1996).

  • (2) - HALARY (J.L.), LAUPRETRE (F.) -   De la macromolécule au matériau polymère.  -  Belin (2006).

  • (3) - FONTANILLE (M.), GNANOU (M.) -   Chimie et physico-chimie des polymères.  -  Dunod 2e édition (2010).

  • (4) - LYON (R.), QUINTIERE (J.) -   Criteria for piloted ignition of combustible solids.  -  Combust. flame, 151, p. 551-559 (2007).

  • (5) - LYON (R.E.), JANSSENS (M.L.) -   Polymer flammability  -  (2005).

  • (6) - Groupe Lyonnais de Chimie Macromoléculaire -   Les hauts polymères thermostables....

1 Sites Internet

Groupe Rockwool

http://www.fr.rockwool.be

Site d’études de marché

http://www.reportlinker.com

Flame retardants-online

http://www.flameretardants-online.com

Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants

http://www.pops.int/

INRS Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles

http://www.inrs.fr./

Flame retardancy of polymers

http://www.polymer-fire.com

HAUT DE PAGE

2 Événements

Congrès FRPM (Fire Retardancy and Protection of Materials) a lieu tous les deux ans en Europe.

Congrès MoDeSt (Modification, Degradation and Stabilization on Polymers) a lieu tous les deux ans en Europe.

[ http://www.modest-society.org/]

Congrès Eurofillers a lieu tous les deux ans en Europe.

Congrès BCC (Conference on Recent Advances in Flame Retardancy...

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