EoW July 2010

article technique

Amélioration des propriétés mécaniques des composés retardeurs de flamme non halogénés Par Jeremy R Austin, Herbert S.-I Chao, Sartomer Company

Résumé Généralement,

Dans la majorité des applications, l’on peut utiliser une simple stratégie de substitution, en remplaçant un HFR par un NHFR. Dans quelques cas, comme dans le cas des minéraux hydratés tels que le trihydrate d’aluminium ou l’hydroxyde de magnésium, la transition est plus difficile. Afin d’obtenir la propriété ignifuge requise, des charges élevées de ATH souvent en excès de 60% en poids sont nécessaires. Lorsque la fraction de volume du matériau de bourrage inorganique dépasse 50%, les propriétés physiques du composé subissent une détérioration marquée. Plentz et al 1 ont démontré que dans les composés de PP contenant ATH, il existait une relation entre la charge du matériau de bourrage et les dimensions de l’agrégat. Cette découverte indique qu’une charge élevée de matériau de bourrage, outre à compromettre les propriétés physiques, cause également l’agrégation de l’ATH au fur et à mesure que la charge augmente. Plusieurs études ont démontré que l’addition d’un polymère fonctionnalisé représente une méthode efficace pour modifier l’adhérence de l’interface à la limite organique/inorganique dans les composés polymériques 2,3,4 . Mai et al 5 ont démontré que l’inclusion d’acide acrylique modifié au moyen de greffage dans les composés PP-ATH entraîne une interaction chimique entre les groupes carboxylique et hydroxylique respectivement dans le polymère et dans le matériau de bourrage. Il a été également démontré que l’amélioration de l’adhésion de l’interface entraîne également l’amélioration des propriétés thermiques et mécaniques.

(HFR) sont des polluants très répandus dans l’environnement. Les émissions dangereuses générées par la fabrication, l’élimination ou le recyclage des articles en plastique contenant des retardeurs de flamme halogénés (HFR) constituent une menace tellement grave que certains d’entre eux ont été déjà éliminés des appareils électroniques et d’usage domestique, et l’Union Européenne a ratifié des lois pour régler l’industrie des produits plastiques en ce qui concerne leur élimination. Face à une législation similaire en vigueur dans tous les pays, plusieurs marchés dans le secteur des matériaux plastiques sont à la recherche de technologies alternatives. Plusieurs retardeurs de flamme non halogénés (NHFR) ont été identifiés, tels que les phosphates d’ammonium, les composés de mélamine, les nanoparticules d’argile ou les minéraux hydratés. Le trihydrate d’aluminium (ATH) est un matériau de bourrage ignifuge pour les polymères approuvé et il est sans halogènes. Généralement, l’action des retardeurs de flamme consiste à retarder l’allumage en enlevant le feu du combustible ou en réduisant la température d’allumage. Toutefois, l’ATH dégage de la vapeur d’eau durant la décomposition, qui l’on estime enlève de la chaleur du substrat et dilue l’alimentation du combustible. inhibe la migration de l’oxygène et des composés volatiles dégagés par le polymère qui peut faire augmenter davantage la réaction exothermique. Une fois carbonisé, le résidu de Al 2 O 3

l’on des composés halogénés comme le tetra- bromobisphenole A ou TBBPA pour réaliser des articles en plastique ignifuges. Récemment, la recherche académique a été penchée sur les retardeurs de flamme non halogénés, mais ces technologies alternatives plus sûres ont un impact très négatif sur les propriétés mécaniques. Les matériaux de bourrage minéraux utilisés tels que les retardeurs de flamme exigent une charge de 60% en poids en excès pour répondre aux spécifications ignifuges. Dans cette étude, l’on utilise les polybutadiènes liquides fonctionnalisés (LPBD) pour améliorer l’allongement de rupture et la résistance à la traction des composés d’éthylène à base d’acétate de vinyle (EVA) chargé avec trihydrate d’aluminium (ATH). La prédispersion des agents de pontage dans le ATH a permis d’améliorer l’allongement de plus de 200%. Il a été démontré que les résultats meilleurs ont été obtenus avec des charges réduites de fonctionnalité, comme l’anhydride maléique, l’époxyde et l’amine. ionique diacrylique a permis une amélioration du module de traction, impossible à obtenir avec des matériaux à base de LPBD. 1 Introduction Des études scientifiques ont indiqué que les retardeurs de flamme halogénés utilise L’inclusion d’un monomère

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EuroWire – Juillet 2010