ED Sciences Chimiques
Étude de retardateurs de flamme phosphorés pour l'ignifugation de polyamides biosourcés : Application au PA-11
par Clément DESGOULIERES (Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Amphithéâtre 1 ENSMAC, Bât A 16 Avenue Pey Berland 33607 Pessac CEDEX
devant le jury composé de
- Henri CRAMAIL - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Julien BERNARD - Chargé de recherche - Laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères - Rapporteur
- Sophie DUQUESNE - Professeure - Centrale Lille Institut – ENSCL - Rapporteur
- Sylvain CAILLOL - Directeur de recherche - Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM) - Examinateur
- Rodolphe SONNIER - Maître de conférences - Laboratoires Polymères Composites hybrides (PCH) - IMT Mines Alès - Examinateur
- Jean-Jacques FLAT - Docteur - Arkema - Examinateur
- Stéphane GRELIER - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
Ces travaux de thèse portent sur la synthèse de polyamide-11 (PA-11) ignifugés à base de retardateurs de flamme (RF) phosphorés. Une ignifugation réactive du PA-11 a tout d'abord été étudiée. Selon une première approche où l'atome de phosphore est en position extra-caténaire, des comonomères diacide à base de DOPO et de DPPO ont été synthétisés, puis copolymérisés avec l'acide 11-aminoundécanoïque (A11) entre 200 et 250°C. Les copolyamides sont partiellement solubles dans l'HFIP, avec une perte partielle de l'espèce phosphorée lors de la polymérisation, et présentent un grade Non-Classé ou V-2 (2 mm) au test UL94 avec 2 wt% de phosphore (P). Afin d'augmenter la stabilité thermique du monomère phosphoré, le monomère diacide BCPPO a été étudié comme troisième système RF réactif, pour une ignifugation en mode intra-caténaire. La copolymérisation du BCPPO avec l'A11 permet d'obtenir des polyamides totalement solubles dans l'HFIP, avec une stabilité thermique proche de celle du PA-11. Néanmoins, une dégradation des propriétés thermo-mécaniques du PA-11 est observée, et uniquement un grade V-2 (2 mm) est obtenu au test UL94 (2 wt% P). En parallèle, l'ignifugation additive du PA-11 a été étudiée, en incorporant par extrusion des additifs phosphorés originaux synthétisés à partir de réactions d'Abramov et de Pudovik. De façon remarquable, certains systèmes ont révélé des grades V-0 (2 mm) au test UL94 pour des taux de phosphore entre 1 et 2 wt%, sans diminuer les propriétés mécaniques du PA-11. Enfin, une comparaison des voies additive et réactive sur des systèmes identiques, a permis de montrer que la voie additive était la voie la plus efficace pour ignifuger le PA-11, sans trop modifier ses propriétés thermo-mécaniques.