Progrès de la recherche dans le retard des incendies des matériaux de mousse de construction

Progrès de la recherche dans le retard des incendies des matériaux de mousse de construction

I. Introduction

Les matériaux en mousse sont principalement utilisés dans le domaine de la construction comme matériaux d'isolation thermique, aidant les bâtiments à économiser de l'énergie et à améliorer le confort de la vie. Les exemples incluent la mousse de polyuréthane et la mousse de polystyrène. En plus de l'isolation thermique, les matériaux en mousse peuvent également réduire la propagation du bruit de construction, offrir une bonne isolation sonore et créer un environnement de vie calme pour les utilisateurs. Au-delà de l'isolation et de l'inonisation, les matériaux en mousse jouent également un rôle dans les structures de construction de soutien et d'amorti. Par exemple, pendant les catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre, les matériaux en mousse peuvent absorber une partie de l'énergie et atténuer l'impact des vibrations sur les bâtiments. De plus, dans la décoration architecturale, les matériaux en mousse conviennent à diverses exigences de mise en forme et de conception, telles que les sculptures et les panneaux décoratifs. En raison de leurs applications étendues et de leurs performances exceptionnelles, les matériaux en mousse sont devenus irremplaçables dans le domaine de la construction et ont injecté des éléments plus innovants dans le développement de l'industrie de la construction. Par conséquent, les matériaux en mousse sont un composant essentiel dans le domaine de la construction.

Cependant, en raison de la structure organique inhérente à l'hydrogène carbone des matériaux en mousse polymère, la plupart de ces matériaux sont inflammables et combustibles. Ils libèrent une grande quantité de chaleur, ont des valeurs de chaleur élevées et présentent une propagation rapide de flammes pendant la combustion, ce qui les rend difficiles à éteindre. Par exemple, la mousse de polyuréthane contient un grand nombre de chaînes d'hydrogène carbone combustibles et de liaisons amides. Sa surface spécifique élevée et la présence de gaz inflammables dans les pores le font brûler très intensément une fois enflammé. La flamme se propage rapidement, avec de nombreux composants combustibles, et le matériau ne peut pas s'auto-s'extincant en raison de la perméabilité à haute teneur en l'air pendant la combustion. Comme le montre le tableau 1, qui répertorie les indicateurs de performance de différents types de matériaux de base d'isolation, il est évident que le retard de flamme des matériaux de mousse d'isolation organique actuels sur le marché doit être amélioré. En ajoutant et en sélectionnant raisonnable les retardateurs de flammes, la résistance au feu des matériaux d'isolation en mousse de construction peut être considérablement améliorée, ce qui réduit les risques et les pertes associés aux incendies. Ces dernières années, de nombreux chercheurs se sont engagés dans l'exploration expérimentale des matériaux de mousse ignifuge et ont fait des progrès significatifs dans le développement de matériaux de mousse ignifuge à la flamme pour l'utilisation de la construction. Cet article vise à passer en revue les progrès de la recherche des matériaux de mousse ignifuge à la flamme pour la construction au cours des cinq dernières années, à analyser les problèmes existants dans les mousses ignifuges et à souligner les orientations de développement futures.

I. Progrès de la recherche sur le retard de flamme des matériaux de mousse d'isolation

1. mousse de polyuréthane traditionnelle

La porosité élevée de la mousse de polyuréthane traditionnelle entraîne une perméation d'air dans la structure, ce qui rend les matériaux de polyuréthane inflammables. De plus, les agents de soufflage utilisés dans la production de mousse de polyuréthane sont principalement des hydrocarbures, qui présentent également un risque de feu. Sur la base de ces facteurs, il est nécessaire d'améliorer le retard de flamme de la mousse de polyuréthane sans compromettre ses propriétés inhérentes.

Les retardateurs de flamme sont généralement ajoutés à la formulation sous forme de poudre ou combinés avec du polyuréthane pendant le processus de synthèse pour améliorer ses propriétés ignifuges. Certains retardateurs de flammes courants comprennent le phosphate de Tris (2-chloropropyle) (TCPP), le diméthyl méthylphosphonate (DMMP) et le polyphosphate d'ammonium (APP), qui peuvent tous améliorer le retard de la flamme du polyuréthane. Les retardateurs de flamme pour la mousse de polyuréthane sont largement classés en retardateurs de flamme sans halogène et halogénés. Les retardateurs de flamme sans halogène sont principalement à base de phosphore, tels que le phosphate de diméthyl propyle et le triéthyl phosphate. Alors que les retardateurs de flammes halogénés offrent un excellent retard de flamme et des coûts inférieurs, ils produisent de la fumée toxique ou cancérigène et de grandes quantités de fumées pendant la combustion, posant des dangers potentiels. Par conséquent, leur utilisation est limitée et des efforts sont faits pour développer des retardateurs de flamme non halogénés.

• Les retardateurs de flamme halogénés: les retardateurs de flamme halogénés fonctionnent principalement par le clivage des liaisons carbone-halogènes. Le mécanisme implique la génération de radicaux halogènes qui capturent des radicaux hydroxyle (OH •) et hydrogène (H •), un processus connu sous le nom de piégeage ou de piégeage radicalaire. En termes simples, les retardateurs de flamme halogénés produisent des radicaux à faible énergie qui agissent comme des terminateurs de chaîne. Semblables aux retardateurs de flamme chlorés, les retardateurs de flamme bromés présentent également un bon retard de flamme dans la mousse de polyuréthane et d'autres matériaux polymères. La combustion des retardataires de flamme bromés génère du HBR, qui capture les radicaux propagant à la flamme, réduisant la génération de chaleur et éteint la flamme. Cependant, ces retardateurs de flammes produisent également de la fumée toxique, corrosive et potentiellement cancérigène pendant la combustion. Malgré leur retard de flamme significatif, la toxicité élevée des retardataires de flamme halogénés limite leur utilisation généralisée, ce qui stimule le développement d'alternatives non halogénées.

• Les retardateurs de flamme à base de phosphore: les retardateurs de flamme à base de phosphore sont considérés comme les alternatives les plus prometteuses aux retardateurs de flamme halogénés. Dans la phase condensée, les retardateurs de flammes à base de phosphore génèrent de fortes substances acides telles que l'acide phosphorique, l'acide polyphosphorique et l'acide pyrophosphorique lors du chauffage. Ces substances catalysent la formation de CHAR dans le substrat, empêchant le transfert d'oxygène, des gaz combustibles et de la chaleur. Dans la phase de vapeur, les retardateurs de flamme à base de phosphore peuvent produire des radicaux phosphore ou phosphore-oxygène qui éteindent l'hydrogène réactif ou les radicaux hydroxyle. Les chercheurs ont développé une série de mousses rigides rigides ignifuges sans halogène utilisant des mousses rigides rigides à l'aide de la résine de mélamine-formaldéhyde et des retardataires de flamme de phosphore modifiés par éthylène glycol. Une autre étude a synthétisé avec succès un issue de flamme de phosphore à base de bio, F PA So-dopo, de la rose. L'introduction de f PA So-dopo a considérablement amélioré le retard de flamme de la mousse de polyuréthane rigide (RPUF) (mécanisme illustré à la figure 3). De plus, l'incorporation de structures de colophones rigides a amélioré les propriétés mécaniques du RPUF.

• Intrinsèque retard de flamme: le retard de flamme intrinsèque est un domaine de recherche populaire, offrant des avantages tels que le contenu additif à faible flamme et un impact minimal sur les propriétés mécaniques du substrat. Les chercheurs ont conçu et synthétisé un ignifuge réactif contenant des groupes à double phosphore pour RPUF. Une autre étude a développé un nouvel oligomère réactif phosphonate phosphonate éthylène glycol par réaction de condensation. L'incorporation de segments d'éther de phosphonate de phényle éthylène glycol (PPGE) et de graphite extensible (par exemple) dans la chaîne RPUF a amélioré le module de compression de la mousse de polyuréthane et a réalisé un bon retard de flamme synergique. Les oligomères contenant du phosphore réactif ont montré de larges perspectives dans le développement de matériaux isolants isolants à haute performance à haute performance. Les chercheurs ont également synthétisé un diol ignifuge réactif (BEOPMS) par l'estérification de [(6-oxo-6h-dibenz [C, E] [1,2] oxaphosphorine-6-yl) méthyl] acide succinic (DDP) avec du diéthylène glycol (DG). Le modèle ignifuge à la flamme dans la mousse rigide polyisocyanary-polyuréthane (PIR) fabriquée via un processus en une étape est illustré à la figure 4. Les Beopms forment des phosphates en phase condensée et libèrent des radicaux PO et PO₂ pendant la dégradation thermique, inhibant les réactions en chaîne radicale dans la phase de vapeur. Par conséquent, PIR présente un excellent retard de flamme.

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De même, les modifications issues des flammes des mousses de polyuréthane à base de bio sont divisées en types additifs et réactifs. Les matériaux de polyuréthane basés sur l'huile de soja et l'huile de ricin ont été appliqués avec succès dans les matériaux d'économie d'énergie et d'isolation. Dans une étude, les chercheurs ont modifié la mousse de polyuréthane rigide à base d'huile de ricin avec du graphite extensible et de l'oxyde de graphène comme retardants de flamme. Dans une autre étude, les chercheurs ont produit de la mousse de polyuréthane bio-à base de cellules ouvertes à l'aide de bio-polyols extraits de l'huile de cuisson de colza utilisée, l'huile de cuisson remplaçant complètement les polyols pétrochimiques (substitution à 100%). Généralement, par rapport aux retardateurs de flammes additifs, les retardateurs de flamme réactifs offrent une stabilité thermique plus élevée. La plupart des recherches sur les mousses de polyuréthane bio-à base de flammes se concentrent sur les retardateurs de flamme réactifs à base de phosphore. Les chercheurs ont synthétisé un bio-polyol de phosphore en réagissant au phosphate d'allyl avec du thioglycérol et en le mélangeant avec différents bio-polyols (y compris le soja, la peau d'orange et les polyols à base d'huile de ricin), améliorant considérablement le retard de flamme de la mousse de polyuréthane à base de bio. Dans une autre étude, les chercheurs ont synthétisé le phosphate de phényle et les polyols ignifuges réactives à la flamme réactive époxy et les ont utilisé avec des polyols à base de limonène pour préparer la mousse de polyuréthane ignifuge à la flamme, améliorant son retard de flamme.

2. mousse de polystyrène

La mousse de polystyrène, connue pour ses excellentes propriétés d'isolation, est le matériau d'isolation le plus utilisé dans le champ de construction. Avec un indice d'oxygène d'environ 20,0, la mousse de polystyrène produit de grandes quantités de gaz toxiques et de fumée dense pendant la combustion. Il présente également des gouttes et des fonte, ce qui peut facilement entraîner la propagation du feu et les dommages secondaires. Par conséquent, les modifications issues de la flamme sont essentielles pour la mousse de polystyrène utilisée dans l'isolation du bâtiment.

• Les retardateurs de flamme bromés: les retardateurs de flamme bromés couramment utilisés en Chine comprennent le tétrabromobisphénol A, l'éther octabromodiphényle et le décabromodiphényl éthane. Ces dernières années, l'utilisation de retardateurs de flammes bromés dans la mousse de polystyrène a diminué en raison de préoccupations croissantes concernant la protection de l'environnement et la sécurité sanitaire. En conséquence, des alternatives respectueuses de l'environnement ont émergé.

• Les retardateurs de flamme extensibles: la structure de la formation de char dans les systèmes issus de flammes extensibles est complexe et influencé par de nombreux facteurs. Les chercheurs ont développé un nouveau ignifuge de flamme extensible 'intégré ' ternaire (MAP, figure 5) en utilisant de la mélamine (MEL), de l'acrylonitrile-acrylate (ASA) et de l'acide phytique (PA) comme matières premières par l'auto-assemblage électrostatique. Une autre étude a préparé un nouveau retard de flamme extensible - phosphorylé histidine-aminotriazine-diaminopropane (PHTD) - et l'a utilisé comme ignifuge et adhésif pour le polystyrène. Le mécanisme ignifuge de la flamme est illustré à la figure 6.

• Les retardateurs de flammes minéraux inorganiques: les matériaux minéraux utilisés pour le retard de flamme dans la mousse de polystyrène comprennent l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium, le graphite extensible et leurs composites. Les chercheurs ont modifié l'hydroxyde de magnésium (MH) avec du dodécylbenzéènesulfonate de sodium (SDBS) pour préparer un retardateur de flamme (MMH) et l'ont mélangé avec du polystyrène (PS) pour produire des cartes d'isolation de mousse composite ps ignifuge (PS-MMH-3). Ces conseils présentaient une bonne résistance à la corrosion et une résistance au vieillissement, ce qui les rend efficaces pour la construction de matériaux d'isolation ignifuge. Une autre étude a utilisé une solution ignifuge à résine phénolique / Al (OH) ₃ pour encapsuler la mousse PS, transformant ses propriétés de combustion à partir de thermoséting thermoplastique à la thermoplastique non combustible, améliorant considérablement le retard de flamme des cartes d'isolation PS traditionnelles.

3. mousse phénolique traditionnelle

La mousse phénolique est l'une des catégories de mousse polymère organiques uniques avec des applications distinctes. Alors que la mousse phénolique possède intrinsèquement un excellent retard de flamme, il a une mauvaise ténacité. Bien que divers agents de durcissement puissent être ajoutés pour améliorer la ténacité de la mousse, l'inflammabilité qui en résulte causée par ces additifs compromet son retard de flamme, créant un problème d'équilibre entre les propriétés mécaniques et ignifuges.

• Tardants de flamme sans halogène: la mousse phénolique évolue de plus en plus vers des directions sans halogène, sans phosphore et plus respectueuses de l'environnement. Les chercheurs ont conçu un nouveau issue de flamme à base de stéarate dure à base d'halogène respectueuse de l'environnement (PSNCFR) et l'ont incorporé dans la mousse phénolique (PFS). Dans une autre étude, un nouveau siloxane à base de phénoliques (SAECD) avec des groupes de silane et des groupes d'époxy réactifs a été préparé. Les PF modifiées avec différentes quantités de SAECD ont ensuite été fabriquées. Les résultats expérimentaux ont montré que l'ajout de SAECD a également amélioré le retard de flamme de PF.

• Les retardateurs de flamme à base de bore: En plus des systèmes d'orateurs de flammes sans halogène, le retard de flamme à base de bore est une autre approche pour la PFS. Les chercheurs ont utilisé du borate de phosphate de mélamine en mousse phénolique, la quantité d'addition maximale atteignant 5% (par masse). Tous les échantillons ont obtenu des notes UL 94 V-0. Des études ont indiqué que le borate de phosphate de mélamine présente principalement un retard de flamme dans la phase condensée en formant une structure de charbon dense. Les chercheurs ont utilisé des quantités variables d'acide borique dans la PFS, jusqu'à 6%. Ils ont constaté que à mesure que la teneur en acide borique augmentait, la valeur de l'indice d'oxygène (LOI) augmentait, tandis que le taux de libération de chaleur maximal et la libération totale de chaleur ont diminué, améliorant considérablement le retard de flamme. Les chercheurs ont utilisé la résine phénolique contenant du bore comme agent de durcissement et de format de charbon pour les résines époxy afin de produire des matériaux de thermodurcissement avec un retard de flamme élevé.

4. Résine phénolique à base de bio (BPF)

Le BPF est un polymère formé par des réactions de condensation de l'addition de phénol-formaldéhyde en utilisant des phénols naturels, des aldéhydes ou leurs dérivés. Les principales matières premières pour le BPF comprennent les substances phénoliques naturelles, les phénols dérivés de la conversion de la biomasse et des aldéhydes. Les chercheurs ont introduit la bio-huile et la montmorillonite (MMT) dans la mousse PF pour améliorer sa ténacité et son retard de flamme. Le MMT peut bien se mélanger avec la bio-huile, améliorant efficacement le retard de flamme et la ténacité de PF. Les chercheurs ont utilisé du tanin métier pour produire de la mousse BPF à cellules fermées à des fins d'isolation. Les expériences ont prouvé que cette mousse BPF a un excellent retard de flamme et peut être utilisée comme matériau isolant dans le champ de construction. Dans une autre étude, les caractéristiques ignifuges de la flamme de la mousse PF à base de tanin à cellules ouvertes ont été étudiées. La mousse PF à base de bio a de longs temps d'allumage et un faible débit de chaleur, ce qui en fait un excellent matériau en mousse isolant pour la construction. Les chercheurs ont synthétisé avec succès une mousse phénolique bio à base de liquide alcalin de lignine et de l'acide tannique, étudiant les effets de divers catalyseurs de durcissement (acides, bases et chaleur) et des températures de durcissement sur la production de mousse BPF (comme le montre la figure 7). Pendant la combustion de la mousse BPF, aucun tabagisme, dégoulinant ou propagation de feu n'a été observé. Les résultats expérimentaux ont indiqué qu'ils peuvent être utilisés comme matériaux de mousse ignifuge pour la construction.

5. mousse de nanofibre de cellulose

Les mousses isolantes à base de nanofibres de cellulose (CNF), également appelées nanofibres de nanocellulose et de cellulose, en sont actuellement aux premiers stades du développement, avec des recherches principalement limitées au monde universitaire. Notre recherche documentaire indique que les mousses basées sur le CNF n'ont pas encore été commercialisées. La production de CNF peut impliquer une série d'opérations différentes, résultant en de nombreuses variantes de CNF. Le traitement général de la cellulose au CNF comprend l'achat de matières premières, la purification, le prétraitement mécanique, le prétraitement biologique / chimique, le traitement mécanique principal et le post-traitement. En utilisant la moulage de glace suivie de stratégies de séchage glacial, supercritique ou évaporative (figure 9), des mousses composées de CNF peuvent être fabriquées dans des laboratoires. L'hydroxyapatite (HAP) est un phosphate de calcium non toxique avec une teneur élevée en phosphore (plus élevé que les retardateurs de flamme commerciaux à base de phosphore commerciaux), ce qui le rend hautement ignifuge. Des chercheurs ont combiné des nanofibres de cellulose renouvelable avec de l'hydroxyapatite non inflammable (HAP) pour produire des mousses composites organiques inorganiques via le lyophilisation (sans moulage de glace). Les composites en mousse CNF / HAP ont atteint un excellent retard de flamme. Les chercheurs ont utilisé de l'alginate de sodium (un biopolymère non toxique à faible coût, couramment utilisé dans les champs alimentaires et biomédicaux) ainsi que de l'acide borique et des borates (également des matériaux non toxiques à faible coût) comme retardateurs de flamme pour préparer des composites en mousse CNF réticulés. Cette mousse respectueuse de l'environnement a une faible conductivité thermique, une bonne flexibilité et une non-frappe.

6. Matériaux Airgel

Les aérogels sont une forme de matériau solide obtenu par des processus de séchage qui maintiennent la structure du réseau tridimensionnel des gels tout en éliminant le solvant liquide. Ils se caractérisent par une faible densité, une faible conductivité thermique, une porosité élevée et une résistance à haute température. En raison de leur conductivité thermique extrêmement faible, les aérogels améliorent les performances d'isolation. Les types d'aérogels les plus courants comprennent les aérogels à base d'oxyde de silice, de carbone et d'oxyde métallique. Parmi eux, les aérogels Sio₂, en tant que nouveau nano-poids, multifonctionnel et matériel respectueux de l'environnement, attirent de plus en plus l'attention du public en tant que matériel isolant efficace. Les chercheurs ont préparé un nouveau type de résine phénolique / aérogel composite de silice (processus de synthèse illustré à la figure 10) par copolymérisation directe et méthodes de séparation nano-phase. L'aérogel composite avec une teneur en silice à 70% présentait un retard de flamme exceptionnel, des flammes résiste à environ 1300 ° C sans décomposition. Les chercheurs ont utilisé le glucomannan Konjac et le tétraéthyl orthosilicate pour préparer deux aérogels structurels différents par le mélange physique (KTB) et les méthodes co-précurseurs (KTC). Comparé à l'aérogel KTB avec un mélange physique simple, l'aérogel KTC avec des réseaux interpénétrants réticulés a démontré de meilleures propriétés mécaniques, isolation et retard de flamme.

Iii. Recherche du retard de la flamme sur les matériaux en mousse en isolation du son

Ces dernières années, la pollution sonore est devenue l'un des problèmes environnementaux les plus graves auxquels l'humanité est confrontée, un impact négatif sur la santé et l'efficacité du travail. En conséquence, les matériaux en mousse poreux, connus pour leurs excellentes propriétés d'absorption sonore, leur faible densité et leur résistance spécifique élevée, ont attiré une attention significative. Dans le domaine de la construction, les mousses organiques sont largement utilisées comme réduction du bruit et des matériaux d'isolation saine en raison de leurs microstructures contrôlables et de leur production abondante. La structure des pores des mousses est étroitement liée à leurs performances d'absorption saine, car la distribution des voies de la mousse affecte considérablement la dissipation de l'énergie sonore. La figure 11 (a) montre la morphologie typique de la mousse, qui contient des cavités et divers pores structurés (pores fermés, partiellement ouverts et ouverts). Prenant l'exemple de la mousse de polyuréthane, des cavités et des structures de pores se forment pendant le processus de polymérisation. La taille de la cellule est déterminée par la gélification et les réactions de soufflage. Si la pression de la cavité est beaucoup plus grande que la résistance de la paroi, la mousse avec une structure de pores ouverte peut être obtenue. Les murs de cavité plus épais ont tendance à se solidifier à de faibles débits de drainage, et si le processus de solidification se produit avant la formation de pores entièrement ouverts, des pores partiellement ouverts seront fabriqués. Si les murs de la cavité se solidifient complètement avant la rupture des murs, les pores fermés resteront (figure 11).

1. mousse de polyuréthane pour l'isolation sonore

La mousse de polyuréthane peut être utilisée non seulement comme matériau isolant mais aussi comme matériau d'isolation solide. Divers types de nanoparticules et de fibres peuvent être utilisés pour améliorer les performances acoustiques de la mousse de polyuréthane. L'ajout de nanoparticules et de fibres affecte la taille des cellules et la porosité ouverte de la mousse, améliorant ainsi les performances d'absorption du son de la mousse de polyuréthane. Le coefficient d'absorption sonore de la mousse de polyuréthane est également affecté par le nombre de pores. Plus il y a de pores dans la mousse, meilleur est les performances d'absorption du son.

• Les retardateurs de flamme à base de bore: les retardateurs de flamme inorganiques à base de bore, tels que l'acide borique, le borax et le borate, peuvent améliorer considérablement la résistance au feu, le retard des flammes et les propriétés de suppression de la fumée des matériaux, réduisant les émissions de gaz toxiques et nocifs pendant la combustion. Les chercheurs ont préparé un matériau composite de mousse de polyuréthane rigide avec du phosphate triphényle, de l'hydroxyde d'aluminium et du borate de zinc, ainsi que de leurs mélanges binaires, par un processus de moulage en une étape. Le taux de propagation de la flamme de la mousse de polyuréthane rigide a également diminué de manière significative et, dans certains cas, la flamme a été observée comme auto-examen. Les additifs issus de la flamme ont amélioré le retard de flamme de la mousse de polyuréthane rigide.

• Azote-phosphore retardant le retard de flamme: la combinaison de retardateurs de flammes est basée sur l'interaction entre elles pour améliorer le retard de flamme, appelé effet synergique. Lors de l'utilisation de types spéciaux de retardateurs de flammes, une performance peut être améliorée tandis qu'un autre est affaibli. À ce stade, un système synergique issue de la flamme est crucial pour que les matériaux en mousse obtiennent des performances optimales. L'ajout d'un retardateur de flamme composé de phosphore et d'azote, tel que le diphosphate de pentaérythritol spirocyclique au toluène (TSPB) (processus de synthèse illustré à la figure 12), à une mousse de polyuréthane rigide améliore son retard de flamme car le TSPB subit une dégradation thermique plus tôt que la mousse de polyuréthane rigide. Les chercheurs ont étudié l'effet d'un nouveau issue de flamme de phosphore-nitrogène (Dopo-Nibam, diagramme de synthèse montré sur la figure 13) sur le retard de flamme de la mousse de polyuréthane. La présence d'azote dans le retardateur de flammes dilue les gaz combustibles formés pendant la combustion, améliorant ainsi le retard de flamme de la mousse de polyuréthane.

• Les retardateurs de flamme à base de carbone: les matériaux à base de carbone, y compris le graphène, le graphite extensible, l'oxyde de graphène réduit et les nanotubes de carbone, ont attiré une attention significative en tant que retardateurs de flamme verte durable pour les polymères, y compris la mousse de polyuréthane. Les retardateurs de flamme à base de carbone améliorent le retard de flamme en favorisant la formation de char. Les chercheurs ont utilisé l'huile de tournesol comme alternative et l'ont convertie sous une forme active par époxydation et ouverture de l'anneau époxy pour produire de la mousse de polyuréthane rigide. Différentes concentrations de graphite extensible (par exemple) et d'ester de diméthyle de méthyl phosphonate (DMMP) ont été utilisées comme retardateurs de flamme non halogénés pour préparer une mousse de polyuréthane rigide. Les résultats montrent que ce polyuréthane peut atteindre un retard de flamme efficace via DMMP ou EG et a le potentiel de production à grande échelle.

2. Matériaux Airgel

Les aérogels sont des matériaux amorphes composés d'un réseau macromoléculaire robuste. En raison de leur structure poreuse, qui entrave efficacement la propagation des ondes sonores, ils présentent une excellente isolation sonore. De plus, les aérogels ont une porosité très élevée, allant de 88% à 99,8%. Plus la porosité est élevée, plus la probabilité et la fréquence des collisions lorsque les ondes sonores pénètrent dans le matériau poreux, conduisant à une dissipation d'énergie plus rapide et à une meilleure absorption du son. L'isolation saine des matériaux aérogel est assez remarquable, avec une réduction sonore allant de 30 à 50 décibels, réduisant considérablement l'interférence du bruit.

• Les retardateurs de flamme inorganiques: les retardateurs de flamme inorganiques comprennent l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium et les retardateurs de flamme à base de graphite extensibles. L'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium sont les principales variétés de retardateurs de flamme inorganiques, caractérisés par la non-toxicité et la faible fumée. Les chercheurs ont découvert que Al (OH) ₃ et Mg (OH) ₂ peuvent améliorer le retard de flamme des aérogels de silice. Comparé à l'aérogel d'origine, l'aérogel avec Mg (OH) ajouté ₂ a présenté un meilleur retard de flamme, avec des taux de libération de chaleur maximaux inférieurs et un dégagement total de chaleur. L'ajout de particules d'hydroxyde a joué un rôle plus important dans la réduction des taux totaux de libération de chaleur et de libération de chaleur en diluant les gaz combustibles et en éliminant la chaleur du feu par l'évaporation de l'eau. En particulier, il capture efficacement les radicaux libres, empêchant la combustion supplémentaire de l'aérogel de silice. Le rôle principal des retardateurs de flamme inorganiques pendant la combustion est de subir des changements chimiques. L'hydroxyde d'aluminium dans le composite Airgel se décompose dans des conditions d'incendie, produisant de l'eau qui dilue les gaz combustibles générés et transporte la chaleur du feu.

• Les retardateurs de flammes à base de phosphore: en plus d'agir comme retardateurs de flamme dans la phase de vapeur, les composés à base de phosphore peuvent également être introduits dans des aérogels pour promouvoir la formation d'une couche char, agissant comme une barrière physique. La combinaison d'éléments de silicium et de phosphore peut exercer un effet synergique ignifuge et suppression de la fumée. Les chercheurs ont préparé des aérogels de silice utilisant du silicate de sodium et un orthosilicat tétraéthyle comme précurseurs et acide phosphorique comme catalyseur acide, puis les ont modifiés avec 10% de triméthylchlorosilane. Les groupes de triméthylsilyle hydrophobes [TMS, SI- (CH₃) ₃] sur l'aérogel réagissent pour produire des groupes SI-OH. Les propriétés physiques de l'aérogel de silice sont réduites en raison du frittage et de l'agrégation des particules Nan. L'utilisation de sources de silicium inorganiques (comme le silicate de sodium) peut réduire les risques d'incendie. L'introduction des éléments de phosphore réduit encore l'inflammabilité de l'aérogel de silice.

• Les retardateurs de flamme extensibles: les retardateurs de flamme extensibles se composent principalement de trois parties: source de carbone (charbon ancien), source acide (catalyseur de char) et source de gaz (agent de soufflage). Les chercheurs ont développé un nouveau type de pnegel phénolique renforcé par la mousse de mélamine (MF PA). En raison du réseau de particules interconnecté de l'aérogel, MF PA a une viscosité plus forte, qui peut résister à l'étirement et à la flexion supplémentaires de la mousse pendant l'impact de l'énergie sonore, augmentant ainsi la dissipation d'énergie sonore. Le réseau Airgel a également une forme plus 'planaire', ce qui est propice à la réflexion des ondes sonores. En combinant ces avantages, MF PA a une excellente isolation sonore. Dans le même temps, MF PA a une faible densité, une flexibilité élevée, une faible conductivité thermique, une excellente isolation sonore et un retard de flamme efficace. Ces excellentes propriétés font de MF PA un matériau ignifuge prometteur pour les applications à basse température et dispose de grandes perspectives dans les applications de construction.

Iv. Conclusion

Bien que de nombreux chercheurs se soient engagés à explorer les matériaux de mousse ignifuge et ont fait des progrès significatifs, il y a encore de nombreux problèmes qui nécessitent des recherches supplémentaires. Ceux-ci peuvent être résumés comme suit:

1. Les matériaux en mousse utilisent des retardateurs de flamme verts. En fonction de la demande du marché et des perspectives de développement, le développement de retardateurs de flammes recyclables et de matériaux de mousse ignifuge respectueux de l'environnement est une orientation de recherche future pour les matériaux de mousse de construction.

2. Les matériaux en mousse utilisent des retardateurs de flamme composés. Des recherches approfondies sur la composition de la formule, le mécanisme synergique et les problèmes de coûts de deux ou plusieurs retardateurs de flammes sont nécessaires.

3. La multifonctionnalisation des matériaux en mousse. Développer des matériaux de mousse ignifuge à grande valeur supplémentaire avec plusieurs fonctions est une orientation de recherche future. En résumé, en recherchant et en appliquant les retardateurs de flammes, en ajustant les formules et en améliorant les processus de production, le retard de flamme des matériaux de mousse de construction peut être considérablement amélioré, ce qui réduit les risques et les pertes associés aux incendies. Dans le même temps, il est nécessaire de considérer d'autres facteurs de manière approfondie pour développer des matériaux de mousse ignifuge de la construction qui répondent aux exigences complètes, assurant la sécurité des bâtiments et le développement durable.

Dans la recherche sur les retards de flamme des matériaux en mousse de construction, la Guangzhou Yinsu Flame Enthoral Company a développé une variété de produits efficaces ignifuges adaptés aux besoins spécifiques des matériaux de construction. Ces produits comprennent un remplacement du trioxyde d'antimoine, ce qui réduit efficacement les coûts issus de la flamme tout en conservant d'excellentes performances issues de la flamme. La société a également lancé la pâte de phosphore rouge XPS RP-TP46 , une flamme de pâte de pâte de contenu à haute teneur en phosphore avec une efficacité supérieure de la flamme. De plus, la société propose du tableau d'isolation XPS FRP-950X , un retardateur de flamme de phosphore rouge microencapsulé, adapté aux matériaux de fil et de câble, avec un retard de flamme à faible fumée, sans halogène et à haute efficacité. Ces produits innovants améliorent non seulement les performances ignifuges des matériaux de construction, mais répondent également aux exigences environnementales et de sécurité, offrant des solutions fiables pour les flammes pour l'industrie de la construction.