Nous suivre Industrie Techno

Des nanopoudres pour ignifuger les plastiques

Christian Guyard

Sujets relatifs :

,
- Les nanoparticules deviennent un nouvel outil pour améliorer la tenue au feu des polymères.

Un incendie domestique toutes les deux minutes en France, 460 décès par an et 10 000 victimes. En Europe, les incendies coûtent 1 % du PIB et font 4 200 morts par an. De quoi motiver la recherche. Concernant les polymères, disposer d'un produit intrinsèquement incombustible est impossible : un seul matériau ne peut pas remplir toutes les fonctions. En revanche, l'idée est de rendre les polymères beaucoup plus sûrs d'emploi ; de faire en sorte qu'un feu s'étouffe de lui-même voire, au pire, que son évolution soit assez lente pour évacuer les personnes et limiter les dégâts.

La formulation d'un polymère est contrainte par les propriétés mécaniques de la fonction, par les exigences des normes du domaine d'application et par le risque effectif encouru à l'emplacement de l'utilisation. Pour les rendre plus sûrs, il faut jouer sur les trois sommets du triangle du feu : la source de chaleur, le combustible (polymère utilisé), le comburant (l'oxygène atmosphérique). Les additifs ignifugeants interviendront, selon la nature du polymère, sur tel ou tel de ces points. On trouve ainsi des matières qui, intégrées judicieusement au matériau principal, consomment des calories lors de leur décomposition, diminuent la teneur en oxygène localement ou créent une barrière incombustible qui isole le matériau de la source de chaleur et du renouvellement d'oxygène. Il n'y a donc pas de produit miracle mais des formulations adaptées à un type de matériau pour un usage donné.

Synergie de différents composants

Ajouter une charge minérale incombustible est une solution connue. Cela revient à diluer le combustible. Mais, cette charge peut avoir aussi un rôle actif comme les trihydrates d'aluminium ou de magnésium : la décomposition de ces produits commence par absorber de la chaleur pour se décomposer. C'est autant d'énergie de moins pour dégrader la matière organique alentour. Second effet retardateur, la décomposition des trihydrates génère de l'eau dont la vapeur va diluer les gaz de combustion donc réduire la chaleur. Dernier effet, l'alumine formée réagit en synergie avec des phosphates et constitue une croûte céramique barrière thermique et barrière de diffusion aux gaz.

Les formulateurs sont toujours à la recherche de composés actifs nouveaux pouvant intervenir sur tel ou tel mécanisme de la décomposition thermique du polymère ou du processus d'inflammation et, d'autre part, de formulations dans lesquelles ces différents composants agissent en synergie. Ils ne manqueront donc pas de tirer profit de la dernière trouvaille des chercheurs, les nanoparticules. Avec deux représentants principaux, les nanotubes de carbone et les argiles dont la montmorillonite, les deux pouvant être plus ou moins modifiés.

Les nanotubes bien dispersés agissent en bloquant les mouvements des macromolécules dans la thermodégradation : pas de mouvement, donc pas de rupture de chaînes ! Les argiles, par leur nature lamellaire ou fibreuse, empêchent également les dégradations. Des nanoparticules d'alumine auront des effets catalytiques qui modifient la dégradation du PMMA (polyméthylméthacrylate). De plus, elles participent à la formation d'un résidu cohésif qui gène la progression du feu.

Chimistes et formulateurs disposent aujourd'hui de toute une panoplie de solutions et les résultats sont là. Nexans, spécialiste des câbles, en a montré des résultats lors du 1er Colloque national sur les polymères et le feu, à Lyon début décembre, avec sa dernière génération dénommée Alsecure.

EN BREFTROIS FAMILLES

- Les nanotubes agissent en bloquant les mouvements des macromolécules dans la thermodégradation. - Les nanoparticules d'argile empêchent les dégradations. - Les nanoparticules d'alumine ont des effets catalytiques qui modifient la dégradation du PMMA.

REGROUPEMENT AUTOUR DU FEU

- En février prochain, la Société française de chimie lancera un groupe de travail sur la dégradation thermique des polymères (ci-dessus, résidu d'éthylène-vinyl- acétate qui contient des nanoparticules assurant la cohésion après combustion). Y participeront des industriels, des concepteurs de retardateurs de flamme et des compoundeurs.

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0874

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2006 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

L'impression 3D stimule l'innovation

L'impression 3D stimule l'innovation

La gamme de matériaux disponibles pour une utilisation dans des machines de fabrication additive ne cesse de s'élargir. Une diversification qui[…]

01/09/2016 | PRODUITS
Les plastiques recyclés montent en gamme

Les plastiques recyclés montent en gamme

L'AUTOMOBILE VERSION LIGHT. PAGE 22

L'AUTOMOBILE VERSION LIGHT. PAGE 22

L'automobile version light

L'automobile version light

Plus d'articles