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Résistance thermique. Résistance au feu
Propriétés diélectriques des polymères
E1850 v3 Archive

Résistance thermique. Résistance au feu
Propriétés diélectriques des polymères

Auteur(s) : Jean-Claude DUBOIS

Date de publication : 10 nov. 1998

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Présentation

1 - Permittivité et indice de pertes

2 - Résistivité

3 - Rigidité diélectrique

4 - Résistance thermique. Résistance au feu

5 - Quelques polymères spéciaux et applications

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Jean-Claude DUBOIS : Docteur-Professeur associé à l’Université Pierre et Marie Curie - Ancien Directeur Groupe Matériaux au Laboratoire Central de Recherches Thomson-CSF

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INTRODUCTION

Les propriétés isolantes des matières plastiques sont largement utilisées en électrotechnique pour des applications telles que gaines de câbles, condensateurs, enrobage de composants, supports divers. Ces matériaux plastiques ont donc en général une résistivité supérieure à 10 9 Ω · cm. Cependant, les propriétés électriques de ces matériaux dépendent bien sûr de la structure chimique des macromolécules qui les constituent mais aussi de différents facteurs et en particulier des adjuvants volontaires ou non. L’absorption d’eau, la nature de la charge minérale ou organique jouent un rôle déterminant sur les propriétés électriques du matériau. On sait par exemple que l’on peut rendre certains polymères conducteurs ou semi-conducteurs non seulement en leur ajoutant des charges métalliques mais aussi en dopant des polymères conjugués dont la résistivité transversale est comprise entre 10 –3 et 10 9 Ω · cm.

Cet article porte principalement sur les propriétés électriques essentielles des matériaux macromoléculaires : permittivité, indice de pertes, résistivité, rigidité diélectrique.

Cependant, d’autres caractéristiques jouent un rôle au moins aussi important pour le choix d’un matériau ; ce sont par exemple les propriétés mécaniques, la sécurité d’emploi, les prix.

Les méthodes de mesure ne sont pas traitées dans le cadre de cet article.

Nota :

le lecteur se reportera aux articles « Essais électriques » du traité Plastiques et Composites pour de plus amples renseignements.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-e1850

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4. Résistance thermique. Résistance au feu

4.1 Résistance à la chaleur

La résistance pratique à la chaleur de divers polymères et les propriétés mécaniques sont à prendre en considération pour une conservation acceptable des propriétés mécaniques (cf. traité Plastiques et Composites ).

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4.2 Résistance au feu. Sécurité

Divers paramètres donnent une idée très relative du comportement au feu des matières plastiques (cf. articles Essais de comportement au feu et Combustion dans le traité Plastiques) ; ce sont :

  • le point éclair ;

  • l’indice d’oxygène ;

  • la densité et la toxicité des fumées émises.

  • Indice d’oxygène : il représente la teneur minimale en oxygène d’un mélange d’oxygène et d’azote pour entretenir la combustion d’une éprouvette pendant un temps donné. Bien sûr, plus cet indice est élevé et moins le matériau est inflammable. Le tableau 4 donne quelques exemples des indices d’oxygène et le tableau 5 un classement des produits en fonction de l’inflammabilité.

  • Sécurité : on peut tenter de classer les matériaux suivant les facteurs inflammabilité, fumée ou toxicité des vapeurs. L’inflammabilité peut varier largement avec les adjuvants ou la teneur en eau. Par exemple, l’alumine trihydratée est utilisée depuis peu de temps comme charge anti-inflammation. La courbe de décomposition du matériau à la balance thermogravimétrique est également un indice précieux ; certains matériaux [poly(chlorure de vinyle) par exemple] ne s’enflamment pas mais se décomposent en libérant des vapeurs toxiques ou corrosives. Plus la température de début de décomposition est basse et plus le danger est grand bien évidemment. Ce qui suit est un classement tout à fait relatif tenant compte des différents facteurs énumérés (inflammabilité et toxicité). Les polymères sont cités par ordre croissant de sécurité :

    • poly(oxyphénylène) ;

    • poly(styrène/butadiène/acrylonitrile)...

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