Poudres et mélanges de poudres pour la fonctionnalisation et l’imprégnation de textiles à sec : formulation de poudres bifonctionnelles

Powder and powder mixture in textile dry impregnation and functionalization process

• Auteur / Autrice : Karine Groos
• Direction : Véronique Falk, Laurent Perrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des produits
• Date : Soutenance le 04/12/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Charpentier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnès Janès
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurence Galet, Anne Perwuelz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Formulation (génie chimique)

Poudres

Ignifugation des textiles

Fonctionnalisation des surfaces (chimie)

Mots clés libres

Génie des produits

Agents ignifuges

Bifonctionnelle

Fonctionnalisation

Granulation Hot-Melt

Imprégnation

Polymère

Poudre

Textile

Sécurité

Bifunctional

Flame retardant

Functionalization

Granulation

Hot-Melt granulation

Impregnation

Polymer

Powder

Product design

Textile

Safety

Résumé

S’intéressant aux interactions entre la formulation, le procédé et le produit, ce travail original axé sur la fonctionnalisation ignifuge de textiles utilisés dans les transports et le bâtiment porte sur le développement de poudres non feu. La ligne conductrice de cette étude étant de comprendre comment les propriétés ignifuges du textile technique peuvent être influencées par les choix de formulation ou de procédé de mélange. L'identification des besoins, c.-à-d. la réalisation d’un produit fini ignifuge, la conception de mélanges de granulométrie définie qui s’écoulent facilement et qui possèdent une sensibilité à l’inflammation faible, a permis de proposer et d’examiner diverses formulations. En matière de méthodologie ce projet combine l’approche sécurité à l’ingénierie produit. La sélection finale des mélanges sera fonction des résultats de cette analyse technique globale. Le travail expérimental a permis de sélectionner le polymère et l’agent ignifuge à la concentration de 40 % pour l’obtention en mélangeur interne de particules bifonctionnelles répondant aux spécifications fixées. Contrairement aux mélanges à retournement ou haute vitesse, les grains préparés par granulation Hot-Melt ont des liaisons mécaniques renforcées. Ce résultat semble s’expliquer par la bonne affinité, le bon rapport en termes de taille de particules entre les composants et une morphologie favorable à la formation de ce type de structures. Ce mode de fabrication a également permis de lever les deux principaux verrous à savoir préparer une poudre bifonctionnelle à haute teneur en agent ignifuge et réaliser un mélange qui ne se démélange pendant l’étape d’imprégnation du procédé DPreg

This original work deals with the functionalization of textile fire retardant used in transport and the building focused on the development of fire retardant powders while studying the interactions of three criteria: the formulation, process and product. The main line of this study is the understanding and quantification of the flame retardant properties of the textile, which can be influenced by the choice of formulation or mixing process. The identification of needs, i.e. the realization of a finished fire retardant, the design of defined particle size mixtures, which flow easily and possess low sensitivity to inflammation, allowed to propose and consider various formulations. This project methodology is a good example of the combination between two approaches: the product engineering and a safety approach. The final selection of mixtures will be based on the results of a comprehensive technical analysis. The experimental work allows us to select the polymer and the flame retardant at a concentration of 40% in order to obtain in an internal mixer of bifunctional particles meet the specifications set out in this study. Unlike conventional mixtures by inversion or high speed, the grains prepared by Hot-Melt granulation have enhanced mechanical linkages. This result seems to be due to the good affinity and good particle size ratio between the components and a good morphology to the formation of such structures. This manufacturing method also overcomes two obstacles; the preparation of a bifunctional powder with high content of flame retardant and the realization of a mixture which does not demix under the action of the electric field of the DPreg impregnation process