Ignifugeants dans les plastiques : passé et présent

Ignifugeants dans les plastiques : passé et présent

Les retardateurs de flamme sont une classe de produits chimiques spécialement conçus pour fournir une protection passive contre l'incendie aux polymères dans des situations spécifiques de risque d'incendie.La protection contre l'incendie fournie par les retardateurs de flamme peut varier du retardateur de flamme, ralentissant la croissance de la propagation des flammes/du dégagement de chaleur, à la réduction de la fumée et des gaz toxiques.Lorsqu’ils sont correctement sélectionnés et utilisés, les retardateurs de flamme peuvent être utilisés pour mettre en œuvre diverses mesures de sécurité.Il est important de se rappeler que chaque solution ignifuge doit être personnalisée pour un polymère spécifique et des tests spécifiques.En d’autres termes, les retardateurs de flamme sont des produits chimiques utilisés dans les thermoplastiques, les thermodurcissables, les textiles et les revêtements pour prévenir ou résister à la propagation du feu.

Les retardateurs de flamme sont un type d'additif polymère ajouté aux plastiques pendant le processus de fabrication pour apporter au plastique des avantages spécifiques que le polymère de base ne peut pas fournir à lui seul (par exemple, de meilleures propriétés mécaniques, thermiques ou électriques, une meilleure couleur, une meilleure protection contre l'oxygène ou les rayons UV). protection).Un point important à comprendre est qu’il n’existe pas de retardateur de flamme universel, car un matériau qui fonctionne bien avec un polymère dans un test particulier peut ne pas fonctionner avec le même polymère dans un autre test, ou avec un polymère différent dans le même test.Chaque application ignifuge doit avoir un test spécifique pour un polymère spécifique.Le développement de nouvelles applications ignifuges nécessite des recherches appropriées et une observation minutieuse de la chimie des polymères, du comportement de décomposition thermique des polymères et des mécanismes ignifuges.

La taille du marché mondial de l’industrie des retardateurs de flamme était de 7,2 milliards de dollars en 2022, avec une croissance d’environ 5,1 % et devrait atteindre 9,7 milliards de dollars d’ici 2028. Les applications importantes comprennent les produits aérospatiaux, automobiles, électroniques et électriques, les tapis, les textiles, les produits de masse. transports (trains, navires et métros), bâtiment et construction, militaire, fils et câbles.

Les retardateurs de flamme les plus courants sont les retardateurs de flamme bromés, qui sont largement utilisés en raison de leur grande efficacité dans une large gamme de polymères et d'applications, ainsi que de leur faible coût.Ces matériaux étaient connus dès les années 1930 et se sont révélés efficaces.Toutefois, l’utilisation de certains retardateurs de flamme a soulevé des préoccupations en matière d’environnement et de santé et a dû être interrompue.Par exemple, les polychlorobiphényles (PCB) ont été interdits en 1977 après avoir été jugés toxiques.L'UE a interdit plusieurs PBDE en 2008, 10 ans après que des PBDE se soient accumulés dans le lait maternel en Suède.

En ce qui concerne les questions environnementales, deux événements environnementaux majeurs ont retenu l'attention du public et conduit à un rejet généralisé des produits chimiques dans le monde occidental.Il s'agit notamment du Grand Smog de Londres (Royaume-Uni, 1952) et de l'incendie de la rivière Cuyahoga (près de Cleveland, Ohio, États-Unis, 1969), où une mauvaise manipulation des produits chimiques a conduit la rivière à « prendre feu » et à provoquer un grand nombre de décès.En 2006, le dernier grand producteur de PentaBDE et d’OctaBDE (Great Lakes Chemical Company, qui fait désormais partie de Chemtura) a volontairement retiré ces deux produits chimiques du marché.En 2006, le dernier grand producteur de PentaBDE et d'OctaBDE (Great Lakes Chemical Corporation, qui fait maintenant partie de Chemtura) a volontairement retiré les deux produits chimiques, et l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) les a strictement réglementés pour garantir qu'il n'y aurait pas de pollution. aucune nouvelle utilisation significative pour eux.

En outre, en mai 2012, le Chicago Tribune a publié un article informatif appelant à l'interdiction de l'utilisation de toute la classe des retardateurs de flamme.Dans l'article, le Chicago Tribune mentionne que les produits chimiques toxiques utilisés dans les produits en plastique ont été associés à de graves problèmes de santé, notamment le cancer, des problèmes de développement, des déficiences neurologiques et une fertilité altérée.

Compte tenu des inconvénients des retardateurs de flamme mentionnés ci-dessus, les retardateurs de flamme utilisés depuis des décennies, tels que les bromodiphényléthers (BDE) et l'hexabromocyclododécane (HBCD), ne seront plus autorisés à être utilisés après fin 2013 ou 2014.

À la lumière de toutes ces préoccupations, les fabricants de produits ignifuges envisagent d’introduire un certain nombre de retardateurs de flamme différents qui ne sont pas nocifs pour l’environnement et ne causent pas de problèmes de santé.

Quoi de neuf avec les retardateurs de flamme ?

Avec l’interdiction des retardateurs de flammes bromés, de nombreuses entreprises ont introduit de nouvelles alternatives.Dans de nombreux cas, l’alternative est un polymère bromé polymérisé ou un retardateur de flamme non halogéné.En effet, les matériaux polymères ont tendance à avoir un impact environnemental beaucoup plus faible (faible bioaccumulation et toxicité) que les matériaux à petites molécules.L’utilisation de retardateurs de flamme polymères va probablement se poursuivre à mesure que les fabricants de produits ignifuges continuent de faire progresser cette technologie.En fait, du point de vue de la production, les retardateurs de flamme polymérisés offrent de nombreux avantages par rapport aux retardateurs de flamme qu'ils remplacent.Plus précisément, ils peuvent être plus faciles à fondre en plastique et offrir un meilleur équilibre des propriétés dans le produit plastique final, qui sera un mélange polymère/polymère plutôt qu'un polymère avec des charges/additifs.

Nouveaux ignifuges commerciaux non halogénés

La première classe de nouveaux retardateurs de flamme non halogénés est constituée de composés phosphonates polymères/isomères.Tous ces additifs et oligomères peuvent être fondus, mélangés à d’autres polymères ou utilisés directement comme matériaux intrinsèquement ignifuges.Ils ont été utilisés dans un large éventail d'applications telles que les fibres, l'électronique, les transports (aérospatiale, trains), le bâtiment et la construction.Les polymères les plus efficaces semblent être ceux qui contiennent de l'oxygène dans le squelette polymère, notamment les polycarbonates, les polyesters [insaturés, polyéthylène téréphtalate, polybutylène téréphtalate], les polyuréthanes thermoplastiques et les résines époxy.

Revêtements protecteurs - Nouvelles méthodes ignifuges

Une autre méthode pour obtenir une protection ignifuge dans les matériaux thermoplastiques consiste à utiliser des revêtements protecteurs.Il existe deux méthodes principales associées aux thermoplastiques.La première est l’utilisation de revêtements réfléchissant les infrarouges sur les thermoplastiques afin que le matériau ne chauffe jamais suffisamment pour se décomposer thermiquement et s’enflammer.

L'autre méthode de revêtement protecteur consiste à utiliser des revêtements couche par couche (LbL).Cette méthode a été utilisée avec succès sur les textiles et les mousses.

Ignifugeants pour la fabrication additive plastique

Au cours de l’année écoulée, une toute nouvelle technologie a ouvert de nouveaux marchés, de nouvelles applications et la possibilité de permettre à un plus grand nombre d’entreprises de fabriquer des produits en plastique.La technologie qui a provoqué cette explosion est la fabrication additive ou impression 3D.La technologie de fabrication additive a le potentiel de mettre à portée de main des pièces, des conceptions et des formes personnalisées en plastique, à bien des égards très similaire à la façon dont la presse à imprimer a rendu le texte plus omniprésent.

La question est de savoir comment sont nés les retardateurs de flamme ?

La réponse se trouve dans l’application de pièces imprimées.Plus précisément, il s'agit d'examiner les utilisations des pièces imprimées et les éventuels risques d'incendie associés à ces utilisations.

Si vous imprimez simplement un jouet ou une forme soignée qui sera utilisée comme modèle, alors tout plastique compatible avec le processus d'impression 3D est acceptable.Cependant, si vous fabriquez un boîtier personnalisé ou des pièces personnalisées pour une application électronique, il peut y avoir un risque d'incendie associé.S'il existe un risque de court-circuit à proximité de la pièce en plastique, un traitement ignifuge peut être nécessaire, et les thermoplastiques courants utilisés pour l'impression 3D (généralement HIPS ou ABS) peuvent ne pas être en mesure de répondre à ce besoin.

En plus de tous ces développements dans le domaine des retardateurs de flamme, diverses conférences ont eu lieu à l'échelle internationale au cours desquelles des experts du domaine se sont réunis pour discuter de la manière de fabriquer des retardateurs de flamme qui ne constituent pas une menace pour l'environnement et la santé biologique.Nous sommes tous d’accord sur le fait que les retardateurs de flamme sont nécessaires car ils préviennent les incendies, mais les fabricants de produits ignifuges devraient essayer de proposer des formulations qui ne mettent pas en danger la santé de tous les êtres vivants tout en garantissant la sécurité environnementale.

Ce qui précède est l'introduction du contenu passé et présent du retardateur de flamme, si vous souhaitez continuer à discuter avec nous, n'hésitez pas à nous contacter !