{"id":352,"date":"2026-10-01T14:42:37","date_gmt":"2026-10-01T13:42:37","guid":{"rendered":"https:\/\/valcelmat.eu\/?p=352"},"modified":"2026-10-01T15:38:45","modified_gmt":"2026-10-01T14:38:45","slug":"oplosmiddelvrije-vlamvertragende-cellulose-eerste-proeven-in-combinatie-met-veresterde-celluloses","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/oplosmiddelvrije-vlamvertragende-cellulose-eerste-proeven-in-combinatie-met-veresterde-celluloses\/","title":{"rendered":"Cellulose ignifug\u00e9e sans solvant : premiers essais de combinaison avec les celluloses est\u00e9rifi\u00e9es"},"content":{"rendered":"

Apr\u00e8s l'est\u00e9rification \u00e9tudi\u00e9e \u00e0 l'Universit\u00e9 d'Artois, la seconde propri\u00e9t\u00e9 cibl\u00e9e par VALCELMAT \u2014 la r\u00e9sistance au feu \u2014 fait l'objet des travaux men\u00e9s \u00e0 Materia Nova. L'ambition : remplacer les retardateurs de flamme conventionnels par des additifs enti\u00e8rement biosourc\u00e9s. La cellulose s'y pr\u00eate d\u00e8s lors qu'on lui greffe du phosphore, qui oriente sa d\u00e9gradation thermique vers la formation d'un char protecteur. Encore faut-il y parvenir sans chimie en solution : les voies classiques op\u00e8rent en solvant organique, souvent avec catalyseur et chauffage prolong\u00e9, ce qui p\u00e8se sur le bilan environnemental du proc\u00e9d\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Un greffage par voie m\u00e9canochimique<\/strong><\/p>\n\n\n\n

D'o\u00f9 le choix de la m\u00e9canochimie, qui active la r\u00e9action par l'\u00e9nergie m\u00e9canique plut\u00f4t que par un milieu r\u00e9actionnel liquide : la cellulose microcristalline est trait\u00e9e en pr\u00e9sence de pentoxyde de phosphore (P\u2082O\u2085) dans un broyeur plan\u00e9taire \u00e0 billes, une heure, \u00e0 temp\u00e9rature ambiante et sans solvant. Trois rapports cellulose\/P\u2082O\u2085 ont \u00e9t\u00e9 compar\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Avec le plus fort exc\u00e8s de P\u2082O\u2085, le mat\u00e9riau adopte un comportement particulier : le contact avec une faible quantit\u00e9 d'eau d\u00e9clenche une r\u00e9action exothermique, une expansion et un noircissement. Les analyses Raman et FTIR montrent une conversion de la cellulose en structure graphitique \u2014 jusqu'ici rapport\u00e9e uniquement au-del\u00e0 de 200 \u00b0C. Le taux de greffage atteint 17,3 % en masse de phosphore, dans la gamme haute des valeurs publi\u00e9es, et le r\u00e9sidu charbonn\u00e9 \u00e0 500 \u00b0C passe de 6 % pour la cellulose native \u00e0 67 %.<\/p>\n\n\n\n

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Celluloses modifi\u00e9es apr\u00e8s contact avec l'eau : le grade pr\u00e9par\u00e9 avec un fort exc\u00e8s de P\u2082O\u2085 (\u00e0 droite) se convertit en une structure carbon\u00e9e noire.<\/em>
Figures reproduced from S. Dropsit et al., Polymer Degradation and Stability, 242 (2025) 111632, \u00a9 Elsevier<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Efficacit\u00e9 au feu et tenue m\u00e9canique<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Incorpor\u00e9e dans un polypropyl\u00e8ne \u00e0 12,5 % en masse seulement, cette cellulose phosphoryl\u00e9e r\u00e9duit de 55 % le pic HRR au c\u00f4ne calorim\u00e8tre (410 contre 910 kW\u00b7m\u207b\u00b2 pour le PP vierge) ; les deux autres grades, pourtant charg\u00e9s \u00e0 30 %, ne d\u00e9passent pas 25 % de r\u00e9duction. L'effet tient \u00e0 la combinaison d'une teneur \u00e9lev\u00e9e en phosphore, actif en phase condens\u00e9e, et de la structure graphitique qui stabilise le char.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a0Courbes de d\u00e9bit calorifique (HRR) du PP vierge et des composites, c\u00f4ne calorim\u00e8tre \u00e0 perte de masse, 35 kW\u00b7m\u207b\u00b2.<\/em>
Figures reproduced from S. Dropsit et al., Polymer Degradation and Stability, 242 (2025) 111632, \u00a9 Elsevier<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La ductilit\u00e9, souvent sacrifi\u00e9e par les charges ignifugeantes, est ici pr\u00e9serv\u00e9e : l'allongement \u00e0 la rupture reste de 35,5 %, contre 2,8 % pour un composite charg\u00e9 \u00e0 30 % de cellulose non modifi\u00e9e. La faible densit\u00e9 apparente et la teneur r\u00e9duite en hydroxyles de la cellulose modifi\u00e9e semblent am\u00e9liorer sa compatibilit\u00e9 avec la matrice polyol\u00e9fine.<\/p>\n\n\n\n

Vers un mat\u00e9riau \u00e0 la fois hydrophobe et r\u00e9sistant au feu<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Les deux volets du projet viennent de converger. La cellulose phosphoryl\u00e9e produite \u00e0 Materia Nova a \u00e9t\u00e9 incorpor\u00e9e par extrusion, \u00e0 hauteur de 30 % en masse, aux esters d'acide gras de cellulose (FACE C12) synth\u00e9tis\u00e9s \u00e0 l'Universit\u00e9 d'Artois, dont le caract\u00e8re hydrophobe a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9sent\u00e9 dans une pr\u00e9c\u00e9dente newsletter. L'objectif : r\u00e9unir dans un m\u00eame mat\u00e9riau biosourc\u00e9 l'hydrophobicit\u00e9 apport\u00e9e par l'est\u00e9rification et la tenue au feu apport\u00e9e par la phosphorylation.<\/p>\n\n\n\n

Les premiers extrudats ont \u00e9t\u00e9 obtenus et leur comportement au feu sera \u00e9valu\u00e9 dans les prochaines semaines. En parall\u00e8le, les conditions de proc\u00e9d\u00e9 sont en cours d'optimisation en vue d'une mont\u00e9e en \u00e9chelle.<\/p>\n\n\n\n

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FACE C12 charg\u00e9 \u00e0 30 % en masse de cellulose phosphoryl\u00e9e : extrudats en sortie de fili\u00e8re et plaque obtenue apr\u00e8s mise en forme.<\/em><\/figcaption><\/figure>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Na het veresteringsonderzoek aan de Universiteit van Artois richt Materia Nova zich op de tweede eigenschap waarop VALCELMAT zich richt: brandwerendheid. Het doel is om conventionele vlamvertragers te vervangen door volledig biobased additieven. Cellulose leent zich goed voor dit proces wanneer fosfor wordt toegevoegd, waardoor de thermische afbraak ervan wordt gestuurd in de richting van […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":357,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"iawp_total_views":13,"footnotes":""},"categories":[75],"tags":[32,26,65,76,77],"class_list":["post-352","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-project-results","tag-communication","tag-interreg-france-wallonie-vlaanderen","tag-materia-nova","tag-project-results","tag-research"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/352","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=352"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/352\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":359,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/352\/revisions\/359"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/357"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=352"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=352"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/valcelmat.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=352"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}