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1 - SYSTÈMES ADDITIFS AVEC SYNERGIE D’ÉLÉMENTS

2 - SYSTÈMES RÉACTIFS

3 - VALORISATION DE LA BIOMASSE

4 - CONCLUSION

5 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : AF6044 v1

Valorisation de la biomasse
Retardateurs de flamme phosphorés du futur pour les polymères

Auteur(s) : Claire NEGRELL, Raphaël MÉNARD

Date de publication : 10 juil. 2016

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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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ABSTRACT

Phosphorus-Containing Flame Retardants of the Future for Polymer Materials

Flame retardants are essential additives in the formulation of polymer materials. Since new environmental restrictions came into force, phosphorus-containing flame retardants have taken a large part of the additive market. Currently, academic and industrial laboratories are searching for the phosphorus-containing flame retardants of the future, and emphasize the high potential of reactive phosphorus-containing flame retardants and those made from biobased compounds.

Auteur(s)

  • Claire NEGRELL : Ingénieur CNRS - Institut Charles Gerhardt (ICGM), CNRS, Montpellier, France

  • 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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KEYWORDS

ignifugation   |   polymers   |   reactive approach   |   phosphorylation   |   biobased compounds

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6044


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3. Valorisation de la biomasse

Avec le développement des matériaux polymères biosourcés, la dépendance aux ressources fossiles pour la production des additifs en tout genre entrant dans la composition des polymères est devenue problématique. Ainsi, la synthèse de retardateurs de flamme phosphorés réactifs biosourcés à travers la valorisation d’agroressources utilisées comme matière première est devenue un sujet de grand intérêt. C’est dans ce contexte que certains composés biosourcés ont été fonctionnalisés par des groupements phosphorés et utilisés comme retardateur de flamme phosphoré dans des résines époxy. Ces études s’inscrivent majoritairement dans l’approche réactive.

3.1 Retardateurs de flamme phosphorés biosourcés à partir de triglycérides

Les triglycérides sont les composants majeurs des huiles végétales et sont utilisés dans un nombre croissant d’applications industrielles . Ils sont constitués d’une unité de glycérol et de trois acides gras saturés et insaturés  ; la longueur des chaînes varie de 16 à 20 carbones pour la majorité d’entre eux. La présence de différentes fonctions réactives (insaturations C = C, acides carboxyliques ou alcools) permet à ses composés d’être fonctionnalisés de différentes façons....

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WILKIE (C -   24th Annual Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials 2013 : Stamford, Connecticut, USA, 20 - 22 May 2013,  -  163-169 2013.

  • (2) - YOU (G, CHENG (Z.), PENG (H.), HE (H.) -   J. Appl. Polym. Sci., 132,  -  41859/1-41859/9 2015.

  • (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.

  • (4) - DITTRICH (U. J. B.), DÖRING (M.), CIESIELSKI (M.) -   Eur. Pat. 1,512,690  -  (2004).

  • (5) - DUQUESNE (S.), FUTTERER (T.) -   Intumescent Systems. In Non-Halogenated Flame Retardant Handbook, John Wiley & Sons, Inc. ;  -  pp 293-346 2014.

  • (6) - MÜLLER (P.),...

1 Sites Internet

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

2 Événements

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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