La combustion

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.

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