Développement de nouveaux matériaux polymères ignifugeants par la voie extrusion réactive

Developpement of new flame retardant polymers via reactive extrusion process

• Auteur / Autrice : Jihane Sahyoun
• Direction : Philippe Cassagnau, Véronique Bounor
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux innovants
• Date : Soutenance le 22/12/2014
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : José-Marie Lopez-Cuesta
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rodolphe Sonnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jocelyne Brendlé, Giovanni Camino

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pyrolyse

Phosphore -- Composés

Essais de comportement au feu

Ignifugation

Mots clés libres

Ignifugation

PA66

Synthèse in situ

Composés phosphorés

Décomposition thermique

Comportement au feu

Fire protection

PA66

In-situ synthesis

Phosphorus compounds

Thermal decomposition

Fire behavior

Résumé

L'objectif principal de ce travail concerne le développement de nouveaux matériaux polymères techniques ou composites anti-feu, éco-compatibles, tout en incorporant un faible taux de charges dans le but de conserver les performances physiques et mécaniques des matériaux élaborés, pour des applications axées sur la fabrication de fils ignifuges. L'étude est basée sur la génération in situ de charges inorganiques fonctionnalisées en matrice polymère fondu au cours du procédé d'extrusion par des réactions d'hydrolyse-condensation des précurseurs alcoxysilanes. Les caractérisations morphologiques et chimiques ont mis en évidence la formation de ces composites. La compréhension des mécanismes d'ignifugation mis en jeu a mis en évidence une nette modification du comportement au feu du matériau avec l'ajout de charges silicophosphorées ce qui prouve l'intérêt de disperser les fonctions ignifugeantes par cette approche originale. Une ouverture sur les systèmes azotés a été également mise en évidence. Les performances feu évaluées à l'aide d'un microcalorimètre à combustion et d'un calorimètre à cône ont également permis de comparer des composés phosphorés introduits par la voie additive avec la charge silicophosphorée générée in situ

The main objective of this work is the development of new fire retardant, eco-friendly, engineering composites, with the incorporation of a low load of fillers in order to maintain the physical and mechanical properties. The study is based on the in situ generation of functionalized inorganic fillers in the polymer matrix during the melt extrusion process by hydrolysis-condensation reactions of alkoxysilane precursors. Morphological and chemical characterization revealed the formation of these composites. Fire tests data showed a significant modification in the fire behaviour of the materials with the addition of the silico-phosphorylated fillers, which proves the interest of dispersing the fire retardant functions by this novel approach. An opening on nitrogen systems was also highlighted. The fire performance evaluated using a microcalorimeter and a combustion cone calorimeter was also used to compare phosphorus compounds introduced by the additive approach and the silico-phosphorylated filler generated in situ the molten copolymer