Lors de la sélection de plastiques ignifuges, il est essentiel d'acquérir quelques connaissances sur le sujet.
Dans un premier temps, le choix de l'indice d'inflammabilité Inflammabilité est fondamental, et ce choix est souvent simple. Cependant, le type de plastique ignifuge, un aspect souvent négligé, est tout aussi important.
Les retardateurs de flamme jouent un rôle décisif dans l'amélioration de la résistance au feu des matières plastiques, en empêchant ou en ralentissant efficacement la propagation des flammes. Le choix du bon retardateur de flamme n'est pas seulement une question de sécurité ; il implique également la protection de l'environnement et la rentabilité. Les différents types de retardateurs de flamme agissent par le biais de divers mécanismes.
Classification des retardateurs de flamme pour plastiques
D'une manière générale, les retardateurs de flamme sont classés en deux catégories : les retardateurs halogénés et les retardateurs non halogénés : halogénés et non halogénés.
Comprendre les éléments halogènes
Tout d'abord, voyons ce que sont les éléments halogènes. Les halogènes sont les éléments du septième groupe principal du tableau périodique, comprenant le fluor (F), le chlore (Cl), le brome (Br), l'iode (I) et l'astate (At).
Ces éléments ont une caractéristique commune : sept électrons dans leur couche électronique externe, ce qui les rend très réactifs et leur permet de former facilement des composés avec d'autres éléments.
Les halogènes existent généralement sous forme d'ions négatifs, comme l'ion chlore (Cl) dans le chlorure de sodium (NaCl). Ils présentent une forte électrophilie et des propriétés oxydantes dans les réactions chimiques. Largement présents dans la nature sous diverses formes, de l'eau salée aux minéraux, les halogènes sont utilisés dans toute une série d'applications, notamment la désinfection, la fabrication de produits pharmaceutiques et le traitement des matières plastiques. En raison de leur réactivité, les halogènes ont suscité des inquiétudes en matière d'environnement et de santé.
Il est important de noter que dans les retardateurs de flamme, les éléments halogènes principalement utilisés sont le brome (Br) et le chlore (Cl), le brome étant le plus courant.
Que sont les retardateurs de flamme halogénés ?
Les retardateurs de flamme halogénés sont des substances chimiques contenant des éléments halogènes (tels que le brome [Br] et le chlore [Cl]) et sont utilisés pour améliorer la résistance au feu des matériaux. Pendant la combustion, ces retardateurs perturbent la chaîne de réaction chimique des flammes en libérant des radicaux libres halogénés. Les retardateurs de flamme halogénés comprennent principalement les catégories suivantes :
Retardants de flamme bromés :
- Les retardateurs de flamme halogénés les plus courants et les plus utilisés.
- Il s'agit de substances telles que le tétrabromobisphénol A (TBBPA), le décabromodiphényléther (déca-BDE) et l'hexabromocyclododécane (HBCD).
- Applicable à divers plastiques, appareils électroniques, textiles, etc.
Les retardateurs de flamme chlorés :
- Il s'agit notamment des paraffines chlorées et du polyéthylène chloré.
- Ces retardateurs sont couramment utilisés dans le PVC et d'autres polymères chlorés.
<Retardateurs de flamme à base de brome et de chlore :
- Composés combinant les éléments brome et chlore.
- Les exemples incluent les alcanes chlorés bromés, les benzènes chlorés bromés, etc.
- Ces retardateurs composites utilisent les effets synergiques du brome et du chlore pour améliorer la résistance à la flamme.
Combinaison de composés bromés avec d'autres additifs :
- Pour accroître l'efficacité et réduire les coûts, les retardateurs de flamme bromés sont souvent utilisés en association avec des synergistes tels que le trioxyde d'antimoine (Sb2O3).
- Cette combinaison renforce l'effet ignifuge global du matériau.
Que sont les retardateurs de flamme non halogénés ?
Les retardateurs de flamme non halogénés sont une classe de composés qui ne contiennent pas d'éléments halogènes (tels que le chlore [Cl] et le brome [Br]) dans leur composition chimique. Ces retardateurs sont généralement considérés comme plus respectueux de l'environnement car ils ne libèrent pas de composés halogénés lors de la combustion, ce qui pourrait être nocif pour l'environnement et la santé humaine. Les principaux types de retardateurs de flamme non halogénés sont les suivants :
Retardateurs de flamme à base de phosphore :
- Ces retardateurs agissent en formant une couche de charbon pendant la combustion, isolant le matériau de l'oxygène et empêchant ainsi la propagation de la flamme.
- Les retardateurs courants à base de phosphore comprennent le phosphore rouge, le phosphate d'ammonium et les phosphates.
- Convient à divers plastiques, fibres, revêtements et caoutchoucs.
Retardateurs de flamme à base d'azote :
- Ces retardateurs agissent généralement en libérant des gaz non combustibles ou en favorisant la formation d'une couche de charbon stable par le biais de réactions chimiques.
- Les retardateurs à base d'azote les plus courants sont la mélamine, les résines urée-formaldéhyde, etc.
- Fréquemment utilisé dans les mousses plastiques, les fibres et les revêtements.
Retardants de flamme inorganiques :
- Ces substances, notamment l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium, etc., absorbent une quantité importante de chaleur et libèrent de la vapeur d'eau lorsqu'elles sont chauffées, réduisant ainsi la température du matériau et ralentissant la propagation de la flamme.
- Largement utilisé dans les plastiques, les caoutchoucs et les revêtements.
Retardateurs de flamme organiques non halogénés :
- Cette catégorie comprend divers composés organiques, tels que le graphite expansible et les composés à base d'époxy.
- Ils réagissent chimiquement lors de la combustion pour former une couche de charbon expansé, ce qui leur confère un effet ignifuge.
Les retardateurs de flamme issus de la nanotechnologie :
- Utilisant la nanotechnologie, ces retardateurs consistent à ajouter de minuscules nanoparticules aux matériaux afin d'améliorer leur résistance aux flammes.
- Ces nanoparticules peuvent être inorganiques, comme les nano-oxydes, ou des matériaux hybrides organiques-inorganiques.
Le choix des retardateurs de flamme non halogénés dépend du type de matériau nécessitant un retardateur de flamme, des conditions de traitement, des exigences d'application du produit final et des considérations relatives aux incidences sur l'environnement et la santé. Avec des réglementations environnementales de plus en plus strictes et des exigences de sécurité de plus en plus élevées sur le marché, la technologie des retardateurs de flamme non halogénés évolue rapidement.
Comparaison de leurs avantages et inconvénients
Les retardateurs de flamme halogénés et non halogénés ont chacun leurs forces et leurs faiblesses en termes de retardement de la flamme, d'impact sur l'environnement et de champ d'application.
Retardateurs de flamme halogénés
- Avantages
- En général, ils offrent une grande efficacité de retardement de la flamme, interrompant rapidement la propagation de la flamme, en particulier dans les produits électroniques et électriques.
- Ils sont rentables, stables, nécessitent peu d'ajouts, sont compatibles avec les résines synthétiques et conservent les propriétés physiques et chimiques d'origine des produits.
- Inconvénients
- Les principales préoccupations sont d'ordre environnemental et sanitaire. Ces retardateurs peuvent libérer des gaz halogénés toxiques et d'autres substances nocives lors de la combustion, ce qui entraîne une pollution de l'environnement et risque d'affecter la santé humaine au fil du temps. C'est pourquoi leur utilisation est limitée ou interdite dans de nombreux pays et régions.
Retardateurs de flamme non halogénés
- Avantages
- Respectueux de l'environnement. Ils ne produisent pas de gaz halogénés toxiques lorsqu'ils sont brûlés, ce qui en fait un choix plus sûr et plus durable. Les retardateurs non halogénés, tels que ceux à base de phosphore et d'azote, sont souvent utilisés dans des applications plus exigeantes sur le plan environnemental.
- Inconvénients
- Leur efficacité en matière d'ignifugation peut ne pas être aussi élevée que celle des retardateurs halogénés, et ils peuvent être plus coûteux.
Par conséquent, lors du choix d'un retardateur de flamme, il est nécessaire de tenir compte de facteurs tels que l'efficacité du retardateur de flamme, l'impact sur l'environnement et le coût afin de trouver la solution la plus appropriée.
Guide pour choisir le bon nylon ignifuge
Récemment, lors de l'achat de nylon ignifuge, nous avons découvert que les fournisseurs proposent généralement trois options principales : le nylon ignifuge halogéné (généralement bromé), le nylon ignifuge non halogéné et le nylon ignifuge au phosphore rouge. Parmi ceux-ci, les nylons ignifuges halogénés et non halogénés sont les plus couramment utilisés, tandis que le nylon ignifuge au phosphore rouge est relativement moins répandu.
Différentes couleurs de ces matériaux
Tout d'abord, ces différents types de nylon ignifuge se distinguent par leur couleur. Le nylon retardateur de flammes halogéné apparaît jaune clair, tandis que le nylon retardateur de flammes non halogéné tend davantage vers le blanc, ressemblant à du nylon auquel on aurait ajouté un pigment blanc. En outre, ces deux types de nylon peuvent être transformés en noir ou en d'autres couleurs sombres. En revanche, le nylon ignifuge au phosphore rouge est principalement disponible en noir et en brun.
Caractéristiques de la combustion
Une autre méthode pour identifier ces matériaux consiste à les brûler légèrement à l'aide d'un briquet. Le nylon ignifuge halogéné produit une fumée noire et une forte odeur irritante en brûlant, tandis que le nylon ignifuge non halogéné émet moins de fumée blanche et a une odeur moins intense.
Les détails supplémentaires nécessitent un effort supplémentaire et ne sont pas toujours essentiels.
Une compréhension plus approfondie des composants spécifiques des retardateurs de flamme peut nécessiter un effort supplémentaire. La plupart des fabricants ne fournissent pas nécessairement d'informations détaillées, car il n'existe en fait que quelques types de retardateurs de flamme sur le marché, mais nous les avons simplifiés en trois catégories pour faciliter la mémorisation et la sélection. Ces retardateurs de flamme sont généralement fabriqués sous forme de granulés, semblables à des granulés de plastique ordinaires.
En résumé, lors du choix d'un nylon ignifuge, il est essentiel de tenir compte de sa couleur, de ses caractéristiques de combustion et de ses scénarios d'application. Cela ne concerne pas seulement les performances du produit, mais aussi la sécurité lors de sa transformation et de son utilisation ultérieures. Il est donc essentiel de clarifier les besoins et de communiquer de manière approfondie avec les fournisseurs afin de sélectionner le type de nylon ignifuge le mieux adapté à votre projet.
