Combinaison de nanoparticules et de composés phosphonés pour améliorer le comportement au feu du PMMA

Improvement of flame retardancy of PMMA, combination of nanoparticles and phosphonated compound

• Auteur / Autrice : Henri Vahabi
• Direction : José-Marie Lopez-Cuesta, Ghislain David
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance le 16/11/2011
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre des Matériaux de Grande Diffusion (Alès)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José-Marie Lopez-Cuesta, Ghislain David, Michel Ferriol, Giovanni Camino, Jean-Jacques Robin, Abdelghani Laachachi, Pierre Gerard, Laurent Ferry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Ferriol, Giovanni Camino

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules

Polyméthacrylate de méthyle

Essais de comportement au feu

Mots clés libres

Comportement au feu

Pmma

Phosphore

Nanoparticules

Flame retardancy

Pmma

Phosphorus

Nanoparticles

Résumé

Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) est un thermoplastique présentant de nombreux avantages (transparence, légèreté, flexibilité). Cependant, le caractère inflammable du PMMA est un frein pour son utilisation dans de nombreuses applications, connaissant les pertes humaines et matérielles causés par les incendies. Cette thèse avait donc pour but d'améliorer la stabilité thermique et le comportement au feu du PMMA. Dans un premier temps, nous avons étudié l'influence de la dispersion de kaolins purs et traités sur le comportement au feu et la dégradation thermique du PMMA. Nous nous sommes ensuite orientés vers la modification chimique du PMMA par la méthode de copolymérisation du méthacrylate de méthyle (MMA) avec deux co-monomères phosphonés. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'incorporation chimique ou physique de deux types de particules de polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) dans le PMMA ou dans le PMMA modifié (copolymère (MMA – co- monomère monophosphoné)). Cette dernière partie a permis de mettre évidence l'effet bénéfique de la combinaison des particules de POSS et du PMMA modifié sur la dégradation thermique et l'inflammabilité de PMMA. Dans nos travaux, une attention particulière a été portée sur l'effet de phosphore en phase gazeuse et en phase condensée. Dans ce contexte nous avons pu définir, pour le PMMA modifié par les co-monomères phosphonés, un indice d'efficacité du phosphore pour chaque phase.

Poly(methylmethacrylate) (PMMA) is an important thermoplastic, widely used in industry. Unfortunately, it is a highly flammable polymer. The aim of this research was to improve the thermal stability and fire behavior of PMMA. First, we studied the influence of the dispersion of pure or treated kaolin on the fire behavior and thermal stability of PMMA. In second part of this work, the chemical modification of PMMA, using copolymerization of methyl methacrylate (MMA) with two phosphonated co-monomers was studied. Finally, we interested in chemical or physical incorporation of two types of polyhedral oligomeric silsesquioxane particles (POSS) in the PMMA or modified PMMA copolymère (MMA – co- monophosphonated monomer)). The effect of the combination of POSS particles and modified PMMA on the thermal degradation and flammability of PMMA was studied. In our work, the effect of phosphorus in the gas and condensed phase was separately studied. This study allowed us to define an efficiency index of phosphorus in each phase.