Wirksamer Flammschutz – und trotzdem ungiftig
Einen Flammschutz, der nicht nur gesundheitlich unbedenklich ist, sondern im Brandfall auch keine Giftgase entwickelt, haben Schweizer Forscher hergestellt. Doch seine eigentliche Funktion erfüllt der Zusatzstoff: Er macht Schaumstoffe schwer entflammbar.
Polyurethanschaum unter dem Lichtmikroskop: Das neu entwickelte Flammschutzmittel der Forscher der ETH Zürich hat keinen Einfluss auf die Struktur des Schaums.
Foto: ETH Zürich/Empa
Ein Flammschutzmittel für Kunststoffe, von dem keinerlei gesundheitliche Gefahren ausgehen, haben Materialforscher in der Schweiz entwickelt. Es handelt sich um organische phosphorhaltige Verbindungen, so genannte Phosphoramidate.
Im Zentrum befindet sich ein Phosphoratom, an dem diverse Moleküle hängen, die sich vor allem aus Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff zusammensetzen. Die Forscher haben mehrere dieser Moleküle mit unterschiedlichen Anhängseln entwickelt und getestet.
Weltweite Suche nach ungefährlichen Flammschutzmitteln
Weltweit suchen Forscher nach Ersatz für die effektivsten Flammschutzmittel, die Halogene enthalten, also Elemente wie Chlor, Brom und Fluor. Sie haben nur entscheidende Nachteile. Sie gefährden die Gesundheit der Mitarbeiter bei der Schaumherstellung. Und bei Bränden können giftige Gase wie Blausäure und Kohlenmonoxid entstehen.
Den Empa-Forschern ist nun gemeinsam mit Ingenieuren des international tätigen Schaumstoffspezialisten FoamPartner gelungen, einen Flammschutz zu entwickeln, der sich als Zusatz bei der Herstellung schwer entflammbarer Kunststoffschäume eignet. Er wird dem Kunststoffgemisch vor dem Aufschäumen beigemischt. Das Besondere: Der Stoff behindert nicht das Aufschäumen. Schaumstoffe werden unter anderem in Matratzen und Polstermöbeln eingebaut. Besonders wichtig sind Brandhemmer in Verkehrsmitteln.
Konkurrenz für deutsche Forscher
Mit ihren Phosphoramidaten machen die Empa-Wissenschaftlern einer deutschen Entwicklung Konkurrenz. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin hat Kunststoffe getestet, die mit Graphen versetzt sind. Schon 0,5 Prozent dieses speziellen Kohlenstoffs reichen, um das Material schwer entflammbar und nebenbei auch noch stabiler zu machen.
Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen, die im Sechseck angeordnet und nur eine Atomlage dick sind, also wenige Millionstel Millimeter. Graphen lässt sich bisher allerdings nich nicht industriell herstellen.
Wie wichtig Erfolge in diesem Bereich sind, zeigt die Statistik. Das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum in Würzburg spricht von sieben bis acht Millionen Bränden pro Jahr in Europa, den USA, Russland und China. Dabei kämen etwa 166 000 Menschen ums Leben. Allein in Deutschland sind es jährlich etwa 600 Tote und 6000 Schwerverletzte.
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