Optimisation de systèmes retardateurs de flamme pour des applications à des matériaux polymères à haute durabilité photochimique

L'objectif de ce travail est la mise au point de polymères ignifugés qui présentent une bonne stabilité lorsqu'ils sont soumis aux contraintes de leur environnement d'usage en conditions extérieures, c'est-à-dire en premier lieu lorsqu'ils sont soumis à l'action de la lumière solaire. Si à l'heure actuelle, l'on peut proposer, d'une part des additifs de stabilisation contre le vieillissement climatique, et d'autre part des agents d'ignifugation efficaces, l'expérience montre, au moins dans le cas du polypropylène contenant des ignifugeants bromés, des antagonismes avec les systèmes de photostabilisation classiquement utilisés. On voit alors clairement l'attention que l'on doit porter à l'association ignifugeant-stabilisant pour être en mesure de développer des polymères ignifugés durables. Ce travail de thèse a permis d'une part de comprendre et d'optimiser le comportement photochimique de matrices polypropylènes ignifugées par des retardateurs de flamme non halogénés, et d'autre part de relier la dégradation des propriétés d'usage du matériau avec les modifications de la structure chimique du polymère. Trois systèmes différents ont été étudiés : -polypropylène, -polypropylène ignifugé par un retardateur de flamme non halogéné (l'Exolit AP 765), -systèmes ternaires polypropylène/ ignifugeant / nanocharges de type montmorillonite ou sépiolite. Nos travaux ont montré qu'il n'existait pas d'antagonisme entre les différents additifs de stabilisation et l'agent d'ignifugation non halogéné. Nous avons également montré que l'ignifugeant n'avait pas d'effet inducteur sur l'oxydation du polymère. Nous avons ensuite corrélé les modifications de structure chimique du polymère avec les variations des propriétés fonctionnelles (propriétés mécaniques et comportement au feu) du polymère sous l'impact du photovieillissement. Enfin, l'étude des systèmes ternaires a permis de caractériser l'influence des nanocharges sur les propriétés mécaniques et le comportement au feu du matériau, et d'en étudier le comportement photochimique à l'échelle moléculaireCLERMONT FD-BCIU Sci.et Tech. (630142101) / SudocSudocFranceF

Photochemical behaviour of fire-retarded polymers

International audienceThe influence of a non-halogenated intumescent fire retardant on the photooxidation of polypropylene is reported. The photooxidation of polypropylene stabilised with a phenolic antioxidant and two redox antioxidants (HALS), without and with the flame retardant has been studied. The chemical modifications resulting from UV-light exposure with wavelengths above 300 nm in the presence of oxygen were followed by IR and UV-visible spectroscopies. Special attention was given to the influence of each component on the rate of oxidation of the polymeric matrix. The photooxidation of the fire-retarded polymer can be described by two independent phenomena: the photooxidation of the intumescent agent and the photooxidation of the polymer. The results obtained offer new insight in the formulation of stabilised fire-retarded PP for outdoors applications