Indice de dioxygène limite (IOL)
L'IOL est le taux de dioxygène limite (dans un mélange 02-N2) en deçà duquel la combustion, dûment amorcée, ne se propage pas et au delà duquel elle
se propage.
Puisque le taux de 02 dans
l'atmosphère est de 21%, les polymères ayant un IOL inférieur à 0,21
seront classés "combustibles" ou "inflammables", alors que les
polymères pour lesquels IOL > 0,21 seront classés
"auto-extinguibles", leur combustion ne pouvant se propager sans un
apport externe.
Relation structure-propriétés
Polymères IOL
PE 0,17
PP 0,17
PS (ABS) 0,18
POM 0,15
PMMA 0,17
PVC (rigide) 0,45
PVC (chloré) 0,80
PVC (plastifié) 0,2 à 0,5
PC 0,27
PTFE 0,95
IOL = [02] / [02] +[N2]
Les polymères contenant C (carbone) , H (hydrogène) , O (oxygène) et N (azote) à squellettes aliphatique sont généralement
auto-inflammables.
Les
polymères comportant beaucoup de cycles aromatiques dans le squelette
de la chaine (PC mais aussi la majorité des thermostables), sont
généralement autoextinguibles ou en tout cas peu inflammables.
Les polymères riches en halogènes (PVC, PVC chloré, PTFE...) sont fortement autoextinguibles.
IGNIFUGATION
Un
polymère aisément combustible peut être rendu autoextinguible par
incorporation d'adjuvants et de charges. Ceux ci sont considérés comme
efficaces lorsqu'ils sont capables d'amener l'IOL à une valeur
supérieur à 0,21 sans modifier de façon catastrophique les propriétés
d'utilisation à court et à long terme.
Les principales fonctions de systèmes ignifugeants (retardeur de flamme) sont :
- l'inhibition des processus d'oxydation en phase gazeuse (par ex: dérivés chlorés et bromés)
- l'absorption d'énergie thermique dans des processus fortement endothermiques (par ex : hydrates d'Aluminium ou Magnesium),
- la création de revêtements intumescents bloquant les échanges gazeux (par ex : phosphates)
-
l'orientation (par des voies catalytiques) des processus chimiques vers
la formation d'espèces n'engendrant pas de fumées (structures
aromatiques) , comme le ferrocène dans le PVC.
suite...