La recherche de matériaux plus sûrs dans des industries allant de l'électronique au textile a conduit à des avancées significatives dans les technologies de retardateurs de flamme. Parmi celles-ci, le masterbatch de phosphore rouge a gagné une traction considérable en raison de son efficacité élevée, de sa composition sans halogène et de son impact minimal sur les propriétés des polymères. Mais comment cet additif innovant agit-il exactement pour prévenir ou ralentir le processus de combustion dans des polymères comme le PA6, le PA66 et le PBT ?

À la base, l'action ignifuge du masterbatch de phosphore rouge repose sur une combinaison de mécanismes en phase gazeuse et en phase condensée. Lorsqu'un polymère contenant du masterbatch de phosphore rouge est exposé à la chaleur ou à une flamme, le phosphore rouge stabilisé commence à se décomposer. Ce processus de décomposition libère des espèces contenant du phosphore, principalement de l'acide phosphorique (H₃PO₄) et de l'acide polyphosphorique (Hn+2PnO3n+1). Ces composés acides jouent un rôle crucial dans la phase condensée.

En phase condensée, l'acide phosphorique agit comme un agent déshydratant. Il favorise la dégradation des chaînes polymères, conduisant à la formation d'une couche de carbonisation sur la surface du matériau. Cette couche de carbonisation est critique pour plusieurs raisons : Premièrement, elle agit comme une barrière physique, isolant le polymère sous-jacent de la chaleur et de l'oxygène, deux éléments nécessaires à la combustion. Deuxièmement, la couche de carbonisation réduit la quantité de gaz volatils inflammables susceptibles de s'échapper du polymère dans la zone de flamme. Ce processus prive efficacement le feu de combustible.

Simultanément, certains radicaux ou espèces contenant du phosphore peuvent migrer vers la phase gazeuse. Dans la flamme, ces espèces peuvent interférer avec les réactions en chaîne de radicaux libres qui propagent la flamme. Elles agissent comme des piégeurs de radicaux, se combinant avec des radicaux d'hydrogène (H•) et d'hydroxyle (OH•) hautement réactifs qui sont essentiels au maintien de la combustion. En éteignant ces radicaux, la chimie de la flamme est perturbée, entraînant une réduction de la libération de chaleur et de l'intensité de la flamme.

La formulation du masterbatch est essentielle pour débloquer ces mécanismes de manière efficace et sûre. En stabilisant le phosphore rouge et en l'encapsulant dans une résine porteuse, les fabricants s'assurent que le phosphore rouge hautement réactif est protégé, empêchant la combustion spontanée et simplifiant la manipulation. Le porteur assure également une dispersion uniforme dans la matrice polymère, ce qui est essentiel pour des performances constantes de retardateur de flamme sur le produit final. Par exemple, l'obtention de la norme UL94 V-0 dans le PA6 ou le PBT repose sur cette distribution uniforme pour créer une barrière de carbonisation efficace.

La teneur élevée en phosphore dans nos additifs polymères avancés signifie que même de petites quantités du masterbatch peuvent initier ces mécanismes protecteurs. Cette haute efficacité permet des niveaux de charge plus faibles, préservant les propriétés mécaniques souhaitables des plastiques techniques. NINGBO INNO PHARMCHEM CO.,LTD. est spécialisé dans l'optimisation de ces formulations pour offrir une sécurité incendie maximale pour les applications utilisant le PA6, le PA66 et le PBT, contribuant ainsi à des produits et des environnements plus sûrs.