Comment les TPE ignifuges contribuent-ils à réduire la toxicité des fumées dans les espaces confinés comme les avions et les trains ?

Les élastomères thermoplastiques (TPE) ignifuges jouent un rôle crucial dans la réduction de la toxicité de la fumée dans les espaces confinés comme les avions et les trains, où les risques d'incendie présentent des risques importants pour la sécurité humaine. La réduction de la toxicité des fumées est obtenue grâce à plusieurs mécanismes liés à la composition des matériaux, aux additifs ignifuges et au comportement de combustion des TPE. Voici la contribution des TPE ignifuges :

1. Retardateurs de flamme sans halogène
Beaucoup TPE ignifuges , en particulier dans les industries comme l'aérospatiale et les transports, utilisent des retardateurs de flamme sans halogène. Les retardateurs de flamme halogénés traditionnels (tels que ceux contenant du brome ou du chlore) sont très efficaces pour ralentir la combustion, mais ont tendance à libérer des gaz toxiques, tels que le chlorure d'hydrogène (HCl) ou le bromure d'hydrogène (HBr), lorsqu'ils sont brûlés. Ces gaz sont nocifs lorsqu’ils sont inhalés et peuvent causer de graves problèmes de santé, notamment des lésions respiratoires.

Réduction des gaz toxiques : en utilisant des retardateurs de flamme sans halogène, les TPE libèrent beaucoup moins de fumées toxiques lorsqu'ils sont exposés à une chaleur élevée ou à des flammes. Les systèmes sans halogène, tels que ceux à base de phosphore, d'azote ou d'additifs à base de minéraux, produisent des sous-produits moins nocifs lors de la combustion.

2. Faible génération de fumée
Les TPE ignifuges sont conçus pour produire globalement moins de fumée lorsqu’ils sont exposés au feu. Dans les espaces confinés comme les avions et les trains, l’inhalation de fumée est l’une des principales causes de décès en cas d’incendie. La fumée peut obstruer la visibilité, provoquant la panique, et les composants toxiques contenus dans la fumée peuvent gravement endommager le système respiratoire.

Mécanisme : Les additifs ignifuges contenus dans les TPE peuvent réduire la quantité de composés organiques volatils (COV) libérés lors de la combustion, responsables d'une fumée noire et épaisse. Certains systèmes ignifuges favorisent la formation de charbon, créant une couche protectrice qui réduit la dégradation du polymère, limitant ainsi le dégagement de chaleur et la production de fumée.

3. Gaz inertes et suppression de fumée
Certains additifs ignifuges contenus dans les TPE, tels que les systèmes intumescents, libèrent des gaz inertes comme l'azote ou la vapeur d'eau lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Ces gaz aident à diluer la concentration d’oxygène à proximité du matériau en combustion, réduisant ainsi le taux de combustion et supprimant la formation de fumée.

Mécanisme : En créant une barrière physique (telle qu'une couche de charbon) ou en libérant des gaz inertes, ces retardateurs de flamme empêchent la formation de gaz inflammables qui contribuent à la fois à la propagation du feu et à la fumée toxique.

4. Minimisation des sous-produits toxiques
En plus des solutions sans halogène, les TPE ignifuges sont formulés pour limiter la libération d'autres sous-produits toxiques tels que le monoxyde de carbone (CO) et le cyanure d'hydrogène (HCN), particulièrement dangereux dans les espaces clos. Ces gaz toxiques peuvent être mortels même en petites quantités et constituent une préoccupation majeure dans les applications de transport.

Formulation : Pour lutter contre cela, les retardateurs de flamme dans les TPE peuvent inclure des additifs qui agissent comme des extincteurs et réduisent également la formation de ces gaz nocifs lors de la combustion.

5. Formation de charbon et protection des barrières
De nombreux systèmes ignifuges utilisés dans les TPE fonctionnent en favorisant la formation d’une couche de charbon à la surface du matériau lorsqu’il est exposé au feu. Ce charbon agit comme une barrière isolante qui ralentit la propagation des flammes et limite le dégagement de gaz inflammables, ce qui réduit à la fois l'intensité du feu et la fumée produite.

Fonction barrière : La couche de charbon empêche non seulement la décomposition ultérieure du matériau sous-jacent, mais inhibe également l'émission de composés volatils qui contribuent à la toxicité de la fumée. Cela permet de limiter la quantité de particules nocives rejetées dans l’air lors d’un incendie.

6. Faibles taux de dégagement de chaleur
Les TPE ignifuges sont conçus pour avoir des taux de dégagement de chaleur (HRR) inférieurs à ceux des matériaux non ignifuges. Un HRR inférieur signifie que le matériau absorbe et libère moins de chaleur pendant la combustion, réduisant ainsi l'intensité globale du feu.

Impact sur la toxicité de la fumée : en minimisant l'intensité du feu, les TPE ignifuges réduisent également la quantité de matériaux brûlés, ce qui se traduit par une diminution des quantités de gaz et de particules toxiques dans la fumée. Dans les espaces confinés comme les avions et les trains, où la ventilation est limitée, la réduction du dégagement de chaleur permet de contrôler la propagation du feu et de limiter la quantité de fumée nocive.

7. Conformité aux normes strictes de sécurité incendie
Dans des secteurs tels que l'aérospatiale et le transport ferroviaire, les matériaux doivent répondre à des normes strictes en matière d'incendie, de fumée et de toxicité (FST), telles que la norme EN 45545-2 pour les trains et la FAR 25.853 pour les avions. Les TPE ignifuges sont formulés pour se conformer à ces normes, garantissant non seulement qu'ils résistent à l'inflammation, mais qu'ils produisent également un minimum de fumée et d'émissions toxiques en cas d'incendie.

Influence des normes : ces normes conduisent au développement de composés TPE ignifuges qui se concentrent sur la réduction de la quantité de fumées toxiques et le maintien de la sécurité des passagers dans des environnements clos. Des formulations sans halogène et des retardateurs de flamme intumescents sont souvent utilisés pour respecter ces règles de sécurité.

Les TPE ignifuges contribuent de manière significative à réduire la toxicité de la fumée dans les espaces confinés tels que les avions et les trains grâce à l'utilisation d'additifs sans halogène, à la formation de charbon et à des mécanismes qui réduisent les taux de dégagement de chaleur. Ces matériaux sont conçus pour limiter les émissions de gaz toxiques et minimiser la génération de fumée, ce qui les rend essentiels pour améliorer la sécurité incendie et protéger les passagers des effets nocifs de la fumée en cas d'incendie.