EoW March 2009

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EuroWire – Mars 2009 140
article technique
Plusieurs propriétés ont été étudiées pour
des applications dans les câbles:
Stabilité thermique – CEI 20-34 •
Indice L.O.I. pour la résistance à la flamme •
– CEI 20-22/4
Vieillissement accéléré – CEI 20-34 •
Émission de HCl – CEI EN 50267-1 •
Résistivité volumétrique – ASTM D 257 •
Densité de la fumée – ASTM E 662 •
Indice de température - ISO 4589-3 •
Le Tableau 1 montre que le composé PVC/
Na+MMT, bien qu’exfolié, exhibe une
diminution de ces propriétés. À la Figure 3
l’ATG (Analyse Thermo- gravimétrique) est
indiquée comme % de la perte de poids /
température. La première chute concerne la
déshydrochloration. La deuxième chute entre
425° et 600°C montre une perte de toluène
et xylène, généré de la polyoléfine réticulée
au moyen de la température. Un réchauffage
supplémentaire cause la formation de
structures polycycliques aromatiques.
Comme représenté à la figure, à la première
chute, la perte de substances volatiles
correspond au CaZn. Le Tableau 2 illustre
les résultats des essais effectués sur la
formulation de l’isolement:
5 Résultats
Les composés SMHs contribuent au
retard dans la combustion de la matrice
polymérique, en produisant un résidu
d’oxyde réfractaire sur la surface du matériau
et en dégageant de la vapeur d’eau et du
bioxyde de carbone durant la décomposition.
Ce processus endothermique a lieu durant
la phase gazeuse. Les niveaux de résistance
aux flammes et de génération de fumée
sont fortement influencés par le choix des
composants du composé et de leur quantité,
notamment les plastifiants et le Sb2O3.
La fumée générée par les échantillons
de plastique durant la combustion,
peuvent être mesurés dans une chambre
à fumée NBS conformément à la norme
ASTM E662. Les essais ont montré une
augmentation immédiate et significative
dans la génération de fumée, y compris des
quantités relativement réduites de Sb 2O3. Par
conséquent, l’utilisation des composés SMHs
et l’élimination du composé Sb2O3 pourrait
réduire considérablement la densité des
fumées des composés de PVC.
Les essais de la densité de fumée
conformément à la norme ASTM E662 sont
actuellement en cours.
Les composés SMHs font fonction de
stabilisateurs en arrêtant le processus de
neutralisation du chlorure d’hydrogène
généré suite à la dégradation. De cette
façon, la réaction de propagation en chaîne
et la phase d’amorçage s’arrêtent. Toutefois,
en neutralisant le chlorure d’hydrogène, ce
type de stabilisateur évite la dégradation
autocatalytique et, par conséquent, la
dégradation générale est considérablement
plus lente. Ce stabilisateur offre une longue
et satisfaisante stabilité thermique.
Les valeurs de la résistivité volumétrique se
sont avérées très intéressantes et les mesures
de la fréquence sont en cours pour évaluer
une variation des propriétés diélectriques
éventuelle.
6 Conclusions
Les résultats des études menées indiquent
que la montmorillonite (Na+MMT) n’améliore
pas les propriétés d’un composé de PVC,
comme dans le cas d’autres matrices
polymériques (telles que le Nylon, le PA 6,
le PS et le PP).
Les composés SMHs devraient représenter
une alternative avantageuse aux additifs
dangereux, tels que les stabilisateurs à base
de plomb et le composé Sb2O3.
La capacité de faire fonction en même temps
de stabilisateur et de retardeur de flamme,
est particulièrement précieuse dans les
applications des câbles.
Le fil isolé est un produit caractérisé par une
longue durée. Le développement d’une
gamme de composés écologiques à base
de PVC pour la protection des câbles isolés
étant prioritaire, l’élimination de substances
dangereuses devrait représenter un objectif
en termes de soutenabilité.
L’utilisation d’additifs non dangereux permet
d’obtenir la certification ACV relative à
l’analyse du cycle de vie (LCA ou Life Cycle
Assessment) pour les produits ayant un faible
impact sur l’environnement et sur la santé
humaine durant la fabrication et leur durée
de vie.
Cet article a été présenté à Wire Bologna
‘07, Bologne, Italie, en novembre 2007
et a été reproduit avec l’autorisation des
organisateurs, International Wire & Machinery
Association (IWMA), The Wire Association
International Inc (WAI), Associazione
Costruttori Italiani Macchine Per Filo (ACIMF)
et Comité Européen de la Tréfilerie (CET). n
Propriété Unité
Type de charge
Ca/Zn Na+MMT SMHs
Résistance à la traction
outre 168h à 100° MPa MPa 15
13
10
5
15
14
Allongement de rupture
outre 168h à 100° % 380
370
140
90
390
400
Stabilité thermique Minutes 60 10 100
LOI %O2 29* 25 29
Émission de HCl mg/g 190 198 150
Résistivité volumétrique Ω.cm C° 20 0.06 X 1014 0.01 X 1014 1.2 X 1014
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Tableau 2 ▲ ▲ *avec Sb2O3
Figure 3 ▲ ▲ :TGA – Composites SMHs/Composites CaZn
% Perte de poids
Temperature ºC