Etude d'un nouveau système intumescent "Retard au feu" : Pyrophosphate diammonique - Pentaérythriol - Application au polypropylène

Abstract

Le présent travail concerne le nouveau système d’additifs pyrophosphate diammonique-pentaérythriol dans le polypropylène isotactique, son objectif est d’apporter une contribution à la connaissance du mécanisme retardant de flamme à partir d’additifs développant un phénomène d’intumescence. Dans un premier temps, l’efficacité des additifs est évaluée l’association du PY et du PER engendre un effet de synergie qui améliore notablement la propriété "retard au feu" par développement d’un "bouclier thermique" charbonneux et intumescent à la surface de la formulation. Ensuite, l’étude concerne le mécanisme de formation du revêtement charbonneux intumescent à partir des additifs. Dans une première étape, les précurseurs de carbonisation se forment à partir des esters (produits de la réaction entre les additifs) dans le domaine de température 240-280°C. Aux températures supérieures (T > 280°C), le matériau intumescent se développe à partir de ces précurseurs principalement par un mécanisme radicalaire. Pour T > 350°C, l’évolution de la structure intumescente conduit à un résidu charbonneux non expansé par un phénomène de déshydrogénation, désalkhylation-condensation. Finalement, le mécanisme de protection est expliqué par l’existence de réactions entre les produits de la dégradation thermooxydante du polymère et les espèces phosphates issues de la dégradation du mélange des additifs. L’étude comparative des formulations (PP-PY-PER) et (PP-polyphosphate d’ammonium-PER) montre que la propriété "retard au feu" est fonction du phosphate utilisé. Les résultats permettent de proposer que les formulations qui développent, lors d’un traitement thermique, un revêtement intumescent doivent, pour être efficaces, générer des espèces acides stables.