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RÉSUMÉ
Les retardateurs de flamme sont des additifs essentiels dans la formulation des matériaux polymères. Avec l’application des nouvelles règles environnementales et sanitaires, les retardateurs de flamme à base de phosphore trouve une place privilégiée dans le marché de ces additifs. La recherche académique, ainsi que les industriels se penchent déjà vers les retardateurs de flamme phosphorés du futur et mettent en lumière les potentialités fortes des retardateurs de flamme phosphorés réactifs et/ou de ceux fabriqués avec des synthons issus de la biomasse.
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Claire NEGRELL : Ingénieur CNRS - Institut Charles Gerhardt (ICGM), CNRS, Montpellier, France
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Raphaël MÉNARD : Docteur - Institut Charles Gerhardt (ICGM) et Centre des matériaux des Mines d’Alès, ARMINES, Montpellier, France
INTRODUCTION
Les retardateurs de flamme (RF) sont des matériaux ou substances qui empêchent ou ralentissent la progression du feu. Ce sont des additifs essentiels dans les matériaux plastiques. Les retardateurs de flamme peuvent donc apporter une contribution décisive à la sécurité des personnes, des animaux, des bâtiments, des meubles, des appareils électriques et électroniques, des textiles, ainsi que des moyens de transport publics et individuels. Depuis juillet 2008, l’Union européenne bannit une grande partie des retardateurs de flamme halogénés actuellement sur le marché pour des problèmes environnementaux. Les retardateurs de flamme phosphorés (RFP) s’avèrent une alternative prometteuse. Ils peuvent agir de différentes manières : soit en phase gazeuse en captant les radicaux de la flamme, responsables de sa propagation ; soit en phase condensée, en favorisant un effet barrière par formation d’une couche charbonnante. Ces modes d’action ont été présentés dans une première partie [AF 6047], ainsi que les retardateurs de flamme phosphorés commerciaux.
La littérature est riche en nouveaux retardateurs de flamme phosphorés mais cependant quelques approches nous semblent plus pertinentes pour les retardateurs de flamme phosphorés du futur. La recherche actuelle sur les nouveaux systèmes de retardateurs de flamme phosphorés s’inscrit globalement dans une dynamique de développement durable à travers deux approches distinctes. La première consiste à améliorer l’efficacité des retardateurs de flamme phosphorés courants par des effets de synergie de façon a réduire les taux de retardateurs de flamme phosphorés nécessaires. La seconde consiste à atténuer les impacts négatifs de l’ignifugation (plastification, migration…) par l’utilisation de retardateurs de flamme phosphorés de dimension oligomérique ou réactifs. Cette dernière approche est également développée sur des matières premières biosourcés de façon à réduire ainsi l’empreinte carbone du retardateur de flamme phosphoré.
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2. Systèmes réactifs
Afin de garantir la durabilité du caractère ignifugé d’un matériau et d’éviter le dégagement dans l’atmosphère de composés potentiellement dangereux, il apparait nécessaire d’immobiliser le retardateur de flamme phosphoré au sein de la structure du polymère. Pour cela, il est possible de créer un lien covalent entre le retardateur de flamme phosphoré et la matrice à ignifuger. De la sorte, la migration et le relargage du retardateur de flamme phosphoré dans l’atmosphère devient impossible. De plus, la plastification liée à l’incorporation d’un additif peut aussi être limitée voire annulée et les propriétés mécaniques des matériaux ignifugés maintenues. Dans l’approche réactive, le retardateur de flamme phosphoré doit donc posséder une ou des fonctions réactives vis-à-vis du système au sein de sa structure. Ces fonctions réactives sont liées à la nature du polymère. Donc, au niveau de la littérature, il existe autant de retardateurs de flamme phosphorés réactifs que de polymères différents. Ainsi, nous avons décidé de nous concentrer sur une seule famille de polymères : les résines époxy. Dans cette famille de polymère thermodurcissable, le retardateur de flamme phosphoré réactif peut simplement réagir avec le système sans participer à la formation du réseau thermodurcissable ; ou bien, il est un co-précurseur époxy ou un co-agent réticulant participant à la formation du réseau thermodurcissable, utilisé en substitution partielle ou totale du précurseur époxy ou de l’agent réticulant. Ces différentes possibilités seront décrites dans les parties suivantes.
2.1 Précurseurs phosphorés de fonctionnalité inférieure à 2
Les composés possédant les liaisons P-H ou P-OH ont la capacité de réagir avec les fonctions époxy ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - YOU (G, CHENG (Z.), PENG (H.), HE (H.) - J. Appl. Polym. Sci., 132, - 41859/1-41859/9 2015.
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(3) - SCHARTEL (B.), BALABANOVICH (A. I.), BRAUN (U.), KNOLL (U.), ARTNER (J.), CIESIELSKI (M.), DÖRING (M.), PEREZ (R.), SANDLER (J. K. W.), ALTSTÄDT (V.), HOFFMANN (T.), POSPIECH (D.) - Journal of Applied Polymer Science, 104 (4), - 2260-2269 2007.
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(6) - MÜLLER (P.),...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Association européenne des retardateurs de flamme http://www.cefic-efra.com/
Groupement technique français contre l’incendie http://www.gtfi.org/
Association américaine des retardateurs de flamme https://flameretardants.americanchemistry.com/
Site d’information sur les retardateurs de flamme http://www.flameretardants-online.com
HAUT DE PAGE
Congrès annuel (au mois de mai) : Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materialsà Stamford, connecticut, USA. http://www.bccresearch.com/conference
Congrès biannuel FRPM – European Meeting on Fire Retardancy and Protection of Materials (toutes les années impaires). http://www.frpm2015.bam.de/en/home/index.htm
Congrès annuel dans un pays de la zone Asie sur les phénomènes de combustion Asia-pacific Conference on Combustion. http://www.cce.tsinghua.edu.cn
Congrès annuel à...
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