EoW March 2009

article technique

Amélioration du PVC: une nouvelle gamme

d’écoproduits Par Claudia Attanasio et Laura Colloca, B&B Compounds, Italie

Résumé : Le présent article porte sur une nouvelle gamme de composés associés aux nanofillers, à faible impact environnemental tant au cours de leur production qu’au cours de leur cycle de vie. Ces composés sont ignifuges, et exhibent une réduction de la densité des fumées et des émissions de chlorure d’hydrogène, des propriétés électriques optimales (à savoir des valeurs de résistivité volumétrique élevées) ainsi qu’une stabilité thermique élevée avec une réduction considérable de la densité et donc du poids. Les produits ne contiennent pas de substances nuisibles comme les plastifiants phosphoriques, ni DEHP, ni métaux lourds. 1 Introduction Face à une gamme si ample d’utilisations finales, les câbles doivent répondre à des exigences très spécifiques. Au cours des dernières années, une grande variété de polymères a été développée pour satisfaire les exigences de différentes applications. Ces polymères peuvent être approximative- ment classés en: thermoplastiques, élasto- mères thermo- plastiques, élastomères, thermoplastiques réticulés et élastomères réticulés. Le choix du polymère approprié dépend des propriétés physiques et chimiques du composé définies par les normes concernant les câbles. Grâce à ces excellentes propriétés électriques et mécaniques, le PVC est un matériau idéal pour le gainage, l’isolement et la protection des câbles. Les câbles revêtus de PVC présentent une longévité de décennies, c’est-à-dire considérablement supérieure à celle garantie par tout autre type de matériau. La résistance mécanique et la robustesse du matériau sont des aspects importants pour toute installation: souterraine, à’intérieur des bâtiments ou sous les planchers. Les caractéristiques électriques du PVC rendent le matériau idéal pour des câbles de basse et moyenne tension jusqu’à 5kV. La température normale d’exploitation arrive jusqu’à 70°C, mais elle peut être augmentée jusqu’à 105°C en utilisant des formulations spécifiques. Le PVC reste stable jusqu’à –40°C et est imperméable à l’humidité.

Les câbles utilisés dans les installations industrielles, dans les centrales nucléaires, les bâtiments multistore, les hôtels, les tunnels des métros et des routes ou dans la construction de véhicules automobiles doivent répondre non seulement aux normes électriques et mécaniques standard correspondant aux caractéristiques des matériaux, mais également aux normes strictes concernant la résistance aux flammes. En cas d’incendie, les matériaux utilisés doivent également démontrer une réduction de la densité, de la toxicité et de la corrosivité des fumées de combustion. De nombreuses études ont démontré que le déclenchement et le développement d’un incendie accidentel sont des questions complexes. Les facteurs à considérer pour évaluer les contributions de chaque matériau à un incendie sont multiples. plastiques utilisés dans l‘industrie du bâtiment présentent des réactions différentes au feu. Le contenu élevé de chlore dans le polymère du PVC en réduit la sensibilité à l’allumage et également la chaleur contribuant à l’incendie par rapport aux autres plastiques. En diluant le polymère de base avec des additifs, le comportement au feu change. Des concentrations élevées de matériaux organiques en augmentent l’inflam- mabilité; des concentrations élevées de matériaux inorganiques les réduisent. Les formulations du PVC, comme d’autres matériaux naturels et synthétiques, génèrent des fumées et des gaz toxiques durant la combustion. L’émission de fumée et de chlorure d’hydrogène peut être considérablement réduite en utilisant des additifs spécifiques. Les résultats d’études indépendantes ont abouti à la conclusion que les gaz générés par la combustion du PVC durant un incendie ne sont significativement pas plus toxiques que ceux générés par d’autres matériaux couramment utilisés dans le secteur du bâtiment. Dans plusieurs études il a été reconnu que le remplacement de matériaux de construction traditionnels par le PVC n’entraîne aucun changement significatif en ce qui concerne les dangers liés aux incendies accidentels dans les bâtiments. Les nombreux matériaux

Dans une évaluation détaillée du com- portement au feu global d’un matériau, de nombreux facteurs doivent être considérés. Allumage : Le PVC est résistant à l’allumage. La température nécessaire à enflammer le PVC rigide est > 150°C, c.a.d. supérieure à celle requise pour enflammer le bois. La résistance à l’allumage des formulations communes du PVC flexible est inférieure; toutefois elle peut être considérablement supérieure dans le cas de formulations spécifiques. Inflammabilité : Une fois le matériau enflammé, le danger associé est directement lié à l’inflammabilité. L’un des essais quantitatifs les plus fiables à petite échelle pour évaluer la résistance au feu est l’indice limite d’oxygène (L.O.I. ou Limiting Oxygen Index) qui mesure la concentration minimale d’oxygène dans un mélange d’oxygène et d’azote pouvant maintenir la combustion d’un matériau dans des conditions d’équilibre. Un matériau qui présente un indice L.O.I. supérieur à 21 (l’air contient 21% d’oxygène) ne devrait pas brûler dans l’air à une température ambiante, tandis qu’une valeur supérieure à 25-27 indique que le matériau ne brûlera que dans des conditions de chaleur très élevée. Le PVC rigide présente un indice d’oxygène égal à 45-50, par rapport à 21-22 du bois et 17-18 de la majorité des matériaux thermoplastiques. Les valeurs de l’indice d’oxygène supérieures à 27 peuvent être aisément atteints avec le PVC flexible. Cela signifie que la majorité des matériaux en PVC rigide et flexible ne brûlera pas de façon autonome sans l’application de chaleur provenant d’une source extérieure. Densité des fumées : Une visibilité réduite est un souci sérieux dans le cas d’un incendie, puisqu’elle rend plus difficile l’évacuation ainsi que les sauvetages effectués par les pompiers. La cause principale de la mauvaise visibilité dans un incendie est l’émission de fumée. Toutefois, la visibilité réduite est le résultat d’une combinaison de deux facteurs: la quantité de matériau brûlé dans l’incendie (inférieure dans le cas de matériau plus performant face au feu) et la quantité de fumée dégagée par unité de matériau brûlé.

136

EuroWire – Mars 2009