Nanocomposites of polypropylene/polyamide 6 blends based on three different nanoclays: thermal stability and flame retardancy

NANOKOMPOZYTY NA BAZIE MIESZANINY POLIPROPYLEN/POLIAMID 6 Z UDZIA£EM TRZECH RÓ¯NYCH NANOGLINEK: STABILNOOEAE TERMICZNA I OGNIOODPORNOOEAE

H. Vahabi (1) , R. Sonnier (1) , B. Otazaghine (1) , G. Le Saoût (2) , J M Lopez-Cuesta (1)

1 Pôle MPA - Pôle Matériaux Polymères Avancés
2 Pôle MSGC - Pôle Matériaux et Structures du Génie Civil

Nanocomposites of polypropylene/polyamide 6 blends based on three different nanoclays: thermal stability and flame retardancy Summary-The influence of various layered silicates: sepiolite (needle-like structure), halloysite (nanotube structure) or organomodified montmorillonite (lamellar structure) in combination with phosphorous flame retardants [ammonium polyphosphate (APP) and aluminum diethylphos-phinate (OP)] on the properties and morphologies of compatibilized PP/PA 6 blends has been investigated. Thermal degradation and fire retardancy of these blends were explored using TGA, cone calorimeter, pyrolysis flow combustion calorimeter (PCFC). Morphology of nanocomposites and residues as well of the chemical structure formed after cone calorimeter tests were investigated. The sepiolite/APP composition led to the better fire performance through the formation of a large amount of charred and expanded residue reinforced by the sepiolite fibres. The better com-pactness of this residue than that of the montmorillonite/APP one enables to account for the interest of sepiolite, whereas montmorillonite exerts the better fire retardant role, alone in the polymer blend. Keywords: mineral filler, nanocomposite, halloysite, sepiolite, flame retardancy.

Streszczenie-Badano wp³yw ró¿nych warstwowych krzemianów: sepiolitu (struktura iglasta), haloizytu (struktura nanorurek) i organicznie modyfikowanego montmorylonitu (struktura p³yt-kowa), u¿ytych w uk³adzie z fosforowymi uniepalniaczami [poli(fosforanem amonu) (APP) lub dietylofosfin¹ glinu (OP)] na w³aoeciwooeci termiczne i ognioodpornooeae kompatybilizowanej mie-szaniny polimerów PP/PA 6. Degradacjê termiczn¹ oraz odpornooeae na ogieñ oceniano metod¹ TGA, za pomoc¹ kalorymetru sto¿kowego a tak¿e mikrokalorymetru pirolizy i spalania (PCFC). Morfologiê nanokompozytów oraz strukturê powsta³ej pozosta³ooeci po testach kalorymetrycz-nych badano za pomoc¹ skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Zastosowanie uk³adu se-piolit/APP prowadzi do utworzenia na powierzchni próbki najwiêkszej ilooeci barierowej, zwêglo-nej pozosta³ooeci, dodatkowo wzmocnionej w³óknami sepiolitowymi, co umo¿liwia najlepsz¹ ochronê przed ogniem otrzymanego nanokompozytu. Wiêksza spoistooeae tej pozosta³ooeci ni¿ uzy-skanej w przypadku stosowania uk³adu montmorylonit/APP sk³ania do wiêkszego zainteresowa-nia glink¹ sepiolitow¹, mimo i¿ sam montmorylonit, u¿yty jako nape³niacz PP/PA 6 jest skutecz-niejszym oerodkiem uniepalniaj¹cym. S³owa kluczowe: nape³niacz mineralny, nanokompozyt, haloizyt, sepiolit, opóŸniacz palenia.

Domaines: Polymères

H. Vahabi, R. Sonnier, B. Otazaghine, G. Le Saoût, J M Lopez-Cuesta. Nanocomposites of polypropylene/polyamide 6 blends based on three different nanoclays: thermal stability and flame retardancy. Polimery, 2013. ⟨hal-02565540⟩