Méthode d'essai standard ASTM D635 pour la vitesse de combustion et/ou l'étendue et la durée de la combustion des plastiques en position horizontale

La norme « ASTM D635 Standard Test Method for Burning Rate and/or Burning Extent and Duration of Plastics in a Horizontal Position », publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit une procédure de dépistage en laboratoire à petite échelle permettant de comparer la vitesse de combustion linéaire relative ou l'étendue et la durée de combustion, ou les deux, des plastiques sous forme de barres moulées ou découpées à partir de feuilles, de plaques ou de panneaux et testées en position horizontale.

Cette méthode d'essai de réaction au feu est techniquement équivalente à la méthode d'essai A décrite dans la norme CEI 60695-11-10. Elle est donc considérée comme conforme aux normes internationales d'essai d'inflammabilité.

Pour plus d'informations sur les matériaux qui ne brûlent pas jusqu'à la première marque de référence avec ce test, la méthode d'essai standard ASTM D380 s'applique.

Cette méthode d'essai a été développée pour les matériaux polymères utilisés dans les appareils et dispositifs. Les résultats servent d'indicateur préliminaire de leur inflammabilité pour une application spécifique. L'acceptation finale du matériau dépend de son utilisation dans un équipement complet, conforme à la norme applicable.

Le système de classification décrit dans l’annexe de la présente norme est conçu pour l’assurance qualité et la présélection des matériaux constitutifs des produits (annexe X1).

Les essais effectués sur un matériau dans les conditions spécifiées dans la présente norme sont utiles pour comparer la vitesse de combustion, la durée et l'étendue de la combustion, ou les deux, de différents matériaux, pour contrôler les procédés de fabrication ou pour mesurer la détérioration ou l'évolution de ces caractéristiques de combustion avant ou pendant l'utilisation. La corrélation avec l'inflammabilité en conditions réelles d'utilisation n'est pas implicite.

La vitesse de combustion et les autres phénomènes de combustion sont influencés par des facteurs tels que la densité, les pigments, l'anisotropie du matériau et l'épaisseur de l'échantillon. Les données d'essai sont comparées uniquement pour des échantillons d'épaisseur similaire, que les comparaisons portent sur des matériaux identiques ou différents. La vitesse de combustion et les autres phénomènes de combustion varient avec l'épaisseur.

Les matériaux en feuille soumis à des contraintes pendant le traitement sont susceptibles de se détendre pendant la combustion, donnant des résultats irréguliers, à moins qu'ils ne soient chauffés au-dessus de leur température de déflexion pendant une durée suffisante pour se détendre complètement, conformément à la méthode d'essai standard ASTM D648.

Les essais de combustion nécessitent la fixation arbitraire de certaines variables, telles que la taille de l'échantillon, la source d'énergie, le temps d'application et les points finaux. Les matériaux particulièrement sensibles à une ou plusieurs des conditions sélectionnées pour cette méthode produiront des résultats très variables. Dans ce cas, une caractérisation complémentaire de la combustion par d'autres méthodes est préférable.

Dans cette méthode d'essai, les échantillons sont soumis à des conditions d'essai spécifiques en laboratoire. Il n'est pas toujours possible de prévoir l'évolution des propriétés de réponse au feu mesurées par cet essai si les conditions d'essai ou les conditions d'utilisation finale sont modifiées. Par conséquent, les résultats ne sont valables que pour les conditions d'exposition à l'essai au feu décrites dans cette procédure.

La norme ASTM D635 est un protocole essentiel développé pour évaluer l'inflammabilité des matières plastiques. Cet essai en laboratoire à petite échelle est largement utilisé pour évaluer la sécurité incendie des matériaux polymères utilisés dans les appareils électroménagers et les dispositifs dans des secteurs tels que la construction, l'automobile et l'électronique. La méthode d'essai décrite est conçue pour mesurer la vitesse, l'étendue et la durée de combustion de plastiques autoporteurs en position horizontale. Elle sert d'outil de sélection pour comparer l'inflammabilité relative de différents matériaux plastiques dans des conditions contrôlées. Cette méthode est particulièrement importante pour les matériaux polymères utilisés dans les composants d'appareils électroménagers et fournit une indication préliminaire de leur résistance au feu. Cependant, elle ne vise pas à prédire l'inflammabilité en conditions réelles d'incendie. Elle vise plutôt à fournir des données comparatives pour le choix des matériaux, le contrôle qualité et la conformité aux normes de sécurité.

Les principaux objectifs de la norme ASTM D635 sont :

• Détermination du taux de combustion : mesure la vitesse à laquelle un matériau plastique brûle lorsqu'il est exposé à une flamme.
• Évaluation de l’étendue et de la durée de la combustion : Évalue la distance et la durée de propagation de la flamme après l’allumage.
• Assurer la conformité en matière de sécurité : aide les fabricants à sélectionner des matériaux qui répondent aux normes réglementaires de sécurité incendie dans des secteurs tels que la construction et l'électronique.

Cette méthode d'essai utilise une procédure standardisée pour garantir des résultats cohérents et comparables entre différents laboratoires. Les étapes de base de ma méthode sont les suivantes :

• Préparation des échantillons : Les échantillons d’essai sont préparés avec des dimensions nominales de 125 mm de longueur, 13 mm de largeur et 13 mm d’épaisseur maximum. Ils sont conditionnés à 23 °C et 50 % d’humidité relative pendant au moins 48 heures afin de normaliser les facteurs environnementaux.
• Installation : L'échantillon est placé horizontalement dans une chambre d'essai, soutenu à une extrémité et avec l'extrémité libre exposée.
• Allumage : Un bec Bunsen réglé pour produire une flamme bleue de 20 mm de haut avec un débit de méthane de 105 ml/min est appliqué à l’extrémité libre de l’échantillon pendant 30 secondes. Si le front de flamme atteint le repère de référence de 25 mm dans les 30 secondes, l’application de la flamme est interrompue.
• Observation et mesure : Après extinction de la flamme, la durée et le degré de combustion sont enregistrés. Les mesures de base sont :
  • Si les flammes atteignent les repères de référence de 25 mm et 100 mm.
  • Le temps écoulé entre les repères de 25 mm et 100 mm, le cas échéant.
  • Longueur endommagée entre les repères de 25 mm et 100 mm.
  • La vitesse de combustion linéaire (en mm/min) calculée lorsque la flamme atteint la marque de 100 mm.
• Classification (facultative) : Les matériaux peuvent être classés HB (combustion horizontale), CC1 ou CC2 selon leur vitesse et leur étendue de combustion, comme spécifié dans l'annexe de la norme. Par exemple, un matériau est classé HB si sa vitesse de combustion ne dépasse pas 40 mm/min pour les échantillons de 3 à 13 mm d'épaisseur ou 75 mm/min pour les échantillons d'épaisseur inférieure à 3 mm.

Selon les normes pertinentes telles que UL 94, qui est compatible avec la norme ASTM D635, les matériaux peuvent être divisés dans les catégories suivantes en fonction de leur comportement à la combustion :

• Classe A : Aucune brûlure visible après le retrait de la flamme.
• Classe B : Une fois la flamme retirée, le front de flamme ne dépasse pas la limite de 25 mm.
• Classe C : Le front de flamme dépasse 25 mm mais n'atteint pas 100 mm.
• Classe D : Le front de flamme dépasse la limite de 100 mm et la vitesse de combustion ne dépasse pas 40 mm par minute dans les échantillons plus épais.

Ces classifications ne font pas officiellement partie de la norme ASTM D635, mais sont largement référencées dans les pratiques de l’industrie.

La norme ASTM D635 est considérée comme précieuse pour les raisons suivantes :

• Analyse comparative : permet aux fabricants de comparer les propriétés de combustion de différents plastiques, facilitant ainsi la sélection des matériaux pour des applications spécifiques.
• Contrôle qualité : les tests permettent de surveiller les changements dans les caractéristiques de combustion résultant de la dégradation des matériaux pendant la production ou au fil du temps.
• Conformité réglementaire : souvent exigée par les organismes de réglementation tels que l'International Building Code (IBC) pour garantir que les matériaux répondent aux normes de sécurité incendie, en particulier pour les plastiques transmettant la lumière utilisés dans la construction ou les composants automobiles.
• Limites : L’essai ne simule pas les conditions réelles d’incendie et les résultats ne doivent pas être utilisés pour évaluer les performances en situation d’incendie réelle. Des facteurs tels que la densité et l’épaisseur du matériau, les additifs et les conditions environnementales (par exemple, température, humidité) peuvent influencer les résultats.

Les facteurs affectant les résultats des tests comprennent :

• Composition chimique : Les additifs, les charges ou les retardateurs de flamme peuvent augmenter ou diminuer la résistance au feu.
• Épaisseur de l'échantillon : les échantillons plus épais brûlent généralement plus lentement que les échantillons plus minces.
• Conditions environnementales : Les changements de température ou d’humidité pendant les tests peuvent affecter le comportement de combustion.
• Anisotropie du matériau : l’orientation des chaînes polymères ou des fibres de renfort peut affecter la propagation de la flamme.

La norme ASTM D635 est largement utilisée dans les industries où la sécurité incendie est une priorité :

• Construction : garantit que les plastiques à parois épaisses utilisés dans l’isolation, la tuyauterie ou les composants structurels répondent aux normes de sécurité incendie.
• Automobile : Évalue la résistance au feu des plastiques dans les pièces intérieures ou les composants sous le capot pour protéger les occupants et les véhicules.
• Électronique : Évalue les plastiques utilisés dans les appareils et les dispositifs pour prévenir les risques d’incendie dus aux courts-circuits ou à la surchauffe.

Par conséquent, la norme ASTM D635 est un outil fondamental pour évaluer l'inflammabilité des plastiques lors d'essais de combustion horizontale contrôlée. En fournissant des données sur la vitesse, l'étendue et la durée de combustion, elle aide les fabricants à sélectionner des matériaux sûrs, à se conformer aux normes réglementaires et à maintenir le contrôle qualité. Bien qu'elle ne prédise pas la performance au feu en conditions réelles, sa méthodologie normalisée fournit des informations précieuses pour les industries dépendantes des matériaux polymères.

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