Polyisocyanurate

Le polyisocyanurate, abrégé PIR[1], est un isolant cousin des mousses rigides de polyuréthane (PUR)[2]. La différence principale entre les deux est la présence d’une quantité élevée des structures d’isocyanurate qui sont créées par la trimérisation des trois molécules de l’isocyanate polymétrique[Quoi ?] dans le PIR[3].

Panneaux isolants PIR.

Production

Du polyéther est utilisé comme catalyseur dans la production du polyuréthane. Dans la production du polyisocyanurate, le polyéther est remplacé par du polyol polyester dérivé. En conséquence, la proportion de 4,4'-diisocyanate de diphénylméthylène (4,4'-MDI) contenue dans le polyisocyanurate est plus élevée que dans le polyuréthane, ce qui confère au produit des qualités supérieures. Le PIR est la version améliorée de PUR en termes de résistance au feu. Le polyisocyanurate est naturellement auto-extinguible.

Composition chimique
Éléments % en poids Éléments % en poids
Carbone (C) 62,05 ± 0,40 Chlore (Cl) 3,18 ± 0,30
Oxygène (O) 17,03 ± 0,30 Fluor (F) <5 μL/L
Hydrogène (H) 5,24 ± 0,30 Brome (Br) 0,41 ± 0,20
Azote (N) 7,03 ± 0,30 Phosphore (P) 2,6 ± 0,30
Soufre (S) <0,2 ± 0,20 Autres 2,16
Aluminium (Al) <0,1 Total 100

Le tableau ci-dessous montre les résultats d'une analyse élémentaire d'une mousse de PIR vierge de masse volumique normale 80 kg/m3. Sur la base de cette composition, la formule brute de cette mousse est C10H10,13O2,05N0,97[4].

Usage

Le PIR est généralement produit sous forme de mousse et utilisé comme isolation thermique. Sa conductivité thermique typique vaut 0,023 W·m-1·K-1, dépendant du rapport périmètre : surface[5]. On le retrouve par exemple dans l'isolation des bâtiments et des cuves de méthanier. Pour ces deux applications, sa tenue au feu et sa rigidité sont recherchées.

Test feu

Un exemple de la résistance au feu de PIR est montrée dans le clip ci-contre.

Toxicité

Une étude de toxicité des matériaux d'isolation (PUR, PIR, EPS, PHF) a été menée à l'université du Lancashire central ; sa conclusion est que le PIR est celui des matériaux étudiés qui, exposé au feu, dégage le plus de produits toxiques (PIR > PUR > EPS > PHF, etc.[6]).

La mousse polyisocyanurate (PIR), utilisée comme isolant, dégage notamment en brûlant du cyanure d'hydrogène hautement toxique (incendie de la tour Grenfell à Londres le ).

Références
  1. Nom et abréviation selon la norme EN ISO 1043-1, Plastiques - Symboles et termes abrégés - Partie 1 : polymères de base et leurs caractéristiques spéciales.
  2. lire en ligne.
  3. (en) A.W. Giunta dˈAlbani, « Mass loss and flammability of insulation materials used in sandwich panels during the pre-flashover phase of fire », Fire and Materials,‎ .
  4. (en) Damien M. Marquis, Benjamin Batiot, Eric Guillaume et Thomas Rogaume, « Influence of reaction mechanism accuracy on the chemical reactivity prediction of complex charring material in fire condition », Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 118,‎ , p. 231–248 (DOI 10.1016/j.jaap.2016.02.007, lire en ligne, consulté le ).
  5. (en) « Celotex GA4000 Insulation Board for Floors, Walls and Roofs », sur www.celotex.co.uk (consulté le ).
  6. (en) Assessment of the fire toxicity of building insulation materials, Stec, Anna A and Hull, T Richard, Université du Lancashire central.
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