Ce plastique est en feu ! 4 types d'additifs plastiques ignifuges

Comme certaines pop stars, les plastiques sont généralement inflammables.

Par conséquent, il est souvent nécessaire d'ajouter des additifs plastiques ignifuges pour répondre aux normes réglementaires gouvernementales et industrielles. Les additifs plastiques ignifuges sont des composés ajoutés aux plastiques et autres matériaux pour inhiber, supprimer ou retarder la combustion. Ces composés sont utiles dans la combustion imminente dans la phase d'allumage du feu. Ils n'empêchent pas la carbonisation ou la fusion et n'augmentent pas la résistance à la chaleur d'un matériau. Les retardateurs de flamme ne sont pas non plus efficaces lorsqu'un feu est pleinement engagé. Il n'y a pas d'additif universel pour tous les plastiques, mais chaque retardateur de flamme est spécifique à un polymère particulier et à un test d'inflammabilité particulier.

Pour comprendre comment fonctionnent les retardateurs de flamme, il est nécessaire de comprendre comment les matériaux brûlent. Lorsque nous voyons la flamme d'un objet en feu, nous assistons en réalité à la combustion de gaz inflammables dégagés lors de sa décomposition thermique. Ce processus est appelé pyrolyse.

La pyrolyse est le processus au cours duquel les molécules à longue chaîne d'une chaîne polymère se dégradent en molécules d'hydrocarbures plus petites et en gaz inflammables. Ces gaz se mélangent à l'oxygène et des réactions chimiques exothermiques se produisent produisant des radicaux libres (H et OH). En combustion complète, H₂ O et Co₂ sont produits ainsi que d'autres gaz spécifiques aux matériaux. La manière dont les retardateurs de flamme interfèrent dans la pyrolyse d'un polymère dépend du ou des retardateurs de flamme utilisés et du plastique brûlé. Les retardateurs de flamme peuvent être actifs ou réactifs. Actif signifie mélangé dans un polymère et réactif signifie inséré dans la molécule de polymère. Les deux types peuvent supprimer l'inflammation à l'état vapeur (gazeux) d'un incendie et à l'état condensé (solide). Trois processus courants incluent la dégradation endothermique, la trempe radicalaire en phase gazeuse et le blindage thermique.

1) Dégradation endothermique

Les composés minéraux tels que les hydroxydes d'aluminium et de magnésium sont bien connus comme antiacides mais ils peuvent également être utilisés comme retardateurs de flamme. Ces additifs plastiques se décomposent de manière endothermique lorsqu'ils sont soumis à une chaleur élevée. Ce processus élimine la chaleur du plastique et refroidit le matériau. Alors que des températures de traitement élevées pour les plastiques et des températures de décomposition relativement basses pour les hydroxydes et les hydrates peuvent limiter leur utilisation, l'hydroxyde d'aluminium a représenté plus de 70 % de la demande totale du marché en 2012. Les retardateurs de flamme minéraux sont généralement additifs et comprennent des composés de bore, des oxydes d'antimoine, de la chasse , hydromagnésite et oxydes de zinc

2) Extinction radicalaire en phase gazeuse

Les additifs plastiques ignifuges les plus courants sont les retardateurs de flamme bromés (BRF). Les retardateurs de flamme bromés sont des composés organohalogénés. Les composés chlorés et bromés subissent une dégradation thermique libérant du chlorure d'hydrogène et du bromure d'hydrogène. Ceux-ci réagissent avec les radicaux H et OH dans la flamme en produisant des radicaux de chlore et de brome. Comme les radicaux halogènes sont moins réactifs que les radicaux H ou OH, ils retardent les réactions d'oxydation de la flamme. Les retardateurs de flamme halogénés sont peu coûteux et fonctionnent sur une grande variété de polymères. Il convient de noter que les retardateurs halogénés sont considérés comme toxiques pour les humains et les animaux et que beaucoup ont été interdits.

3) Protection thermique

Les retardateurs de flamme au phosphore, qui comprennent des composés d'ester de phosphate, ne sont pas halogénés composés qui agissent sur l'état solide des matériaux combustibles. Le phosphore forme de l'acide phosphorique lorsqu'il est chauffé, ce qui carbonise le solide en formant une épaisse couche vitreuse de carbone. Cette carbonisation interdit la pyrolyse et donc moins de combustible est disponible pour le feu. Les additifs plastiques ignifuges phosphorés peuvent être additifs ou réactifs. De plus, on peut acheter des composés organiques halogénés du phosphore qui comprennent un halogène et du phosphore. L'halogène agit sur la phase gazeuse d'un feu et le phosphore inhibe le feu à l'état vendu.

4) Synergistes

La plupart des additifs plastiques ignifuges sont combinés pour améliorer leur efficacité globale. Par exemple, les composés bromés sont souvent utilisés en synergie avec le trioxyde d'antimoine. Cette combinaison agit comme un catalyseur pour accélérer la libération des radicaux brome et chlore lors de la trempe radicalaire en phase gazeuse.

Est-ce que j'en ai manqué ? Faites-le moi savoir dans la section commentaires ci-dessous.

Vous cherchez plus d'informations sur les propriétés des plastiques et la résistance chimique ? Téléchargez notre guide gratuit.