Nano-conteneurs résistants au feu

Anonim

Les polymères jouent un rôle essentiel dans notre vie quotidienne, mais ils présentent également un risque d'incendie accru. Des retardateurs de flamme efficaces sont essentiels pour assurer la sécurité des personnes et protéger les produits contre les risques d'incendie accidentel.

L'industrie des polymères s'est tournée vers les ignifugeants pour réduire l'impact des incendies causés par les polymères hautement inflammables. Cependant, les retardateurs de flamme classiques, tels que les composés halogénés, présentent certains inconvénients sérieux, tels que la persistance dans l'environnement et la toxicité. De plus, leur utilisation est actuellement limitée par le règlement REACH de la Commission européenne concernant l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et la restriction des produits chimiques.

Le développement de nanomatériaux résistants au feu pour améliorer les propriétés mécaniques et thermiques est considéré comme l'un des défis les plus prometteurs dans le domaine de l'ignifugation. Le projet NOFLAME financé par l'UE "a ouvert la voie à de nouvelles approches en matière d'ininflammabilité et à la compréhension de la dégradation des polymères, élargissant ainsi l'application des polymères aux nanomatériaux", explique la coordinatrice, le Dr Katharina Landfester. "Avec leur respect de l'environnement - les retardateurs de flamme sans halogène - et leur compétitivité économique, ces matériaux commenceront à attirer l'intérêt commercial."

Résolution de dispersion des nanomatériaux

Les partenaires du projet ont synthétisé de nouveaux nanoconteneurs pour résoudre les problèmes de dispersion médiocre et de faible adhérence interfaciale des nanomatériaux inorganiques et hybrides. Cela les rendrait appropriés pour des applications ignifuges, en particulier avec l'encapsulation de composés ignifuges organiques et inorganiques. "Cela conduira à de nouvelles applications, où l'application de coques organiques est limitée par leur faible stabilité thermique et leur grande inflammabilité", explique le Dr Landfester.

"La capacité d'encapsuler une large gamme de substances rend les nanoconteneurs très souhaitables dans le développement de nanomatériaux multifonctionnels pour des applications futures", souligne le Dr Landfester. L’encapsulation des cires de paraffine - un matériau de stockage d’énergie thermique pour les bâtiments - en est un exemple.

Les scientifiques ont atteint une stabilité élevée de l'émulsion au fil des mois sans ajout de lipophobe. Ils ont observé que l'utilisation d'un microfluidiseur pour l'homogénéisation permettait une répartition plus uniforme des tailles de particules et conférait une stabilité, une répétabilité et une évolutivité supérieures à celles de la méthode par ultrasons.

Les nano-réservoirs incorporés dans les matrices polymères présentaient une bonne dispersion dans les résines époxydes, une augmentation notable du charbon à 600 ºC et une réduction de la libération totale de chaleur. Cela signifie que les nanoconteneurs brûlent plus lentement que le matériel commercial de référence.

Ouvrir la voie aux nanoconteneurs ignifuges

Les résultats montrent que les nanoconteneurs synthétisés améliorent la stabilité thermique et diminuent l'inflammabilité lorsqu'ils sont intégrés dans des résines époxydes. "Le projet NOFLAME se traduira directement par une meilleure compréhension des mécanismes ignifuges et de la dispersion des structures polymères par d'autres chercheurs dans le domaine des nanomatériaux ignifuges et de la science des colloïdes", explique le Dr Landfester.

Les efforts de recherche ont également contribué à la connaissance de la mise à l'échelle de la mini-émulsion polymère par microfluidiseur. L'équipe du projet effectue actuellement des études de mise à l'échelle de nouveaux matériaux pour les applications biologiques. "Nos recherches auront un impact important sur l'industrie des polymères car les entreprises cherchent activement à changer leurs ignifugeants conventionnels pour d'autres produits moins toxiques et conformes à REACH", conclut le Dr Landfester.

menu
menu