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Article

1 - RÉSISTANCE THERMIQUE DES MATÉRIAUX MACROMOLÉCULAIRES

2 - AMÉLIORATION DE LA RÉSISTANCE AU FEU DES POLYMÈRES

3 - MÉCANISMES D’ACTION DES ADDITIFS RETARDATEURS DE FLAMMES (RF)

  • 3.1 - Voie physique
  • 3.2 - Voie chimique
  • 3.3 - Classement des additifs retardateurs de flammes

4 - RETARDATEURS DE FLAMMES CONTENANT DES HALOGÈNES (RFX)

5 - RETARDATEURS DE FLAMMES CONTENANT DE L’AZOTE (RFN)

6 - RETARDATEURS DE FLAMMES INORGANIQUES OU MINÉRAUX (RFM)

  • 6.1 - Trihydrate d’aluminium (rfAl)
  • 6.2 - Hydroxyde de magnésium (rfMg)
  • 6.3 - Charges inertes ou isolantes à base de silicium (rfSi)

7 - RETARDATEURS DE FLAMMES CONTENANT DU BORE (RFB)

  • 7.1 - Mécanismes
  • 7.2 - Utilisation

8 - RETARDATEURS DE FLAMMES CONTENANT DU PHOSPHORE (RFP)

9 - SYSTÈMES INTUMESCENTS

  • 9.1 - Composants classiques de systèmes intumescents
  • 9.2 - Mécanisme
  • 9.3 - Applications

10 - CONCLUSIONS

| Réf : AM3237 v1

Amélioration de la résistance au feu des polymères
Retardateurs de flammes

Auteur(s) : Jean BROSSAS

Date de publication : 10 janv. 1999

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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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ABSTRACT

Flame Retardants for polymeric materials

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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KEYWORDS

polymers   |   fire retardancy

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3237


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2. Amélioration de la résistance au feu des polymères

  • La protection de surface est le procédé le plus facile, mais ne conduit pas à une permanence de la propriété, compte tenu du manque d’adhérence dans le temps de la couche protectrice et, éventuellement, de son usure. Ce type de protection est cependant utilisé lorsque la couche protectrice se construit au moment du ramollissement du matériau par le choc thermique : c’est le cas des peintures intumescentes.

  • La protection dans la masse est la technique la plus usitée et la moins onéreuse. L’adjonction au polymère d’additifs micromoléculaires appelés communément « agents ignifugeants », mais plus exactement retardateurs de combustion ou retardateurs de flammes (rf), se fait par simple mélangeage lors de la mise en œuvre. Ils réduisent notablement les vitesses de combustion du matériau et permettent à ce dernier de passer favorablement les tests de résistance au feu. L’opération de mélangeage est réalisée de manière courante sur le plan industriel. Ces additifs, de basses masses moléculaires en général, sont cependant ajoutés en quantités minimales car ils diminuent les propriétés mécaniques finales du matériau.

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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).

  • ...

1 À lire également dans nos bases

SAINRAT (A.) - Essais normalisés de réaction au feu. - [AM 3 540] Traité Plastiques et Composites, oct. 2005.

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2 Normes et standards

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 - -

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3 Annuaire

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3.1 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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