Effect of processing parameters on the rheological properties of an flame retardant material

Influence des paramètres de mise en oeuvre sur les propriétés retard au feu et rhéologiques de formulations à base d’EVA

¹ Laboratoire de Génie des Procédés d’interaction Fluides Réactifs-Matériaux (GEPIFREM), E.N.S.C.L., Université des Sciences et Technologies de Lille, BP 108, 59652 Villeneuve d’Ascq Cedex, France
² CREPIM, Parc de la Porte Nord, rue Christophe Colomb, 62700 Bruay-la-Buissière, France

Abstract

This work deals with the effect of the processing parameters on the flame retardant and the rheological properties of intumescent ethylene-vinyl acetate-based formulations, and the effects of the shear rate on the materials’ flame retardant. The polymer degradation, particularly the thickening caused by the cross-linking of the polymer chains relating to processing conditions is discussed. Finally, a principal component analysis allows the proposal of a relationship between processing and properties variables, and shows that heat transfer is responsible for the thickening of the polymeric material when high mechanical strains reduces the delay for this behavior.

Résumé

Cette étude concerne le développement de formulations intumescentes à base de copolymères éthylène-acétate de vinyle. Elle met en évidence des modifications rhéologiques liées aux traitements thermomécaniques du matériau pendant sa mise en œuvre et qui affectent les propriétés retard au feu des formulations, le phénomène de réticulation des chaînes du polymère conduisant classiquement à une optimisation de sa tenue au feu. Elle précise les contributions respectives des contraintes mécaniques et thermiques dans le processus de dégradation du polymère et démontre alors que le phénomène à dominante thermique est responsable de l’épaississement de l’EVA et que la contrainte mécanique permet d’accélérer le déclenchement du processus.