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An innovative phosphorus rich intumescent oligomer enabling commercially competitive high performance halogen free fire protection of polypropylene

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Bessere flammgeschützte Kunststoffe

Der Kunststoff Polypropylen (PP) erfreut sich großer Beliebtheit und kommt in einer Vielzahl von Produkten einschließlich Verpackungen, Teppichen, Möbeln und Fahrzeugbauteilen zum Einsatz, ist allerdings leicht entzündlich. EU-finanzierte Wissenschaftler haben den Grundstein zur Entwicklung von umweltfreundlichen Brandschutzmaßnahmen gelegt, die im Einklang mit den hohen Anforderungen stehen.

Industrielle Technologien

Kostengünstiges und hochleistungsstarkes Polypropylen ist leicht entzündlich und schwer vor Feuer zu schützen. Konventionelle halogenierte Flammschutzmittel, die mit Chemikalien der Halogengruppe einschließlich Brom behandelt sind, dienen gut ihrer Funktion, ohne die Polymereigenschaften zu beeinträchtigen. Bei übermäßiger Erwärmung geben sie jedoch giftigen und ätzenden Rauch ab. Die derzeit verfügbaren halogenfreien Produkte, die wirksam gegen Feuer sind, erfordern viele Zuschläge, die eine nachteilige Wirkung auf die Polymereigenschaften haben. Gemischte aufschäumende Polymersalze (Mixed Intumescent Polymeric Salts, MIPS) sind eine kostengünstige und dabei hochleistungsfähige Alternative. Aufschäumende chemische Systeme dehnen sich dann, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind, zu dicken Isolierschichten aus. Sie schützen darunterliegende Systeme sowohl durch endotherme chemische Reaktionen, die Wärme absorbieren, als auch dadurch, dass der Wärmeübertragungeine physikalische Barriere in den Weg gestellt wird. Wissenschaftler haben nun durch ihre Arbeit am Projekt PP-MIPS den Stand der Technik bei MIPS zum PP-Brandschutz vorangetrieben. Sie konzentrierten sich auf zwei leistungsstarke Anwendungen, die derzeit nur unter Einsatz von halogenierten Polymeren möglich sind. Dazu zählten PP-Fasern, die Normen für Schutzkleidung erfüllen, und PP-Kabelisoliermäntel, welche den strengsten internationalen Leistungsstandards entsprechen. MIPS-Chemie auf Basis einfach synthetisierter phosphorreicher Verbindungen kombiniert die wesentlichen Reaktionskomponenten in einem einzigen Molekül einen Schritt vor der Aufschäumung. Die Forscher konzentrierten sich auf Formulierungen mit höherer Aktivierungstemperatur und größerer Beständigkeit gegenüber Zersetzung. Die Arbeit umfasste die Hochskalierung der Produktion von MIPS, um die für zur Erprobung erforderlichen Mengen zu liefern. Außerdem führten die Forscher zahlreiche Prozessversuche durch, um zu bewerten ob die MIPS die Polymerverarbeitungsfunktionen oder die mechanischen Eigenschaften der Komponenten beeinträchtigten oder nicht. Die im Rahmen des PP-MIPS-Projekts angesammelte gewaltige Menge an Wissen hat den umweltfreundlichen Brandschutz für PP in einen technisch ausgereiften Zustand überführt, dem die endgültige Optimierung folgen wird. Die Konkurrenz zu konventionellen halogenierten Kunststoffen wird angesichts der dringenden Notwendigkeit, einen strengere Vorschriften erfüllenden Ersatz finden zu müssen, zweifellos für Aufsehen sorgen.

Schlüsselbegriffe

flammhemmend, flammfest, Kunststoffe, Polypropylen, brennbar, Brandschutz, halogenierte Flammschutzmittel, halogenfrei, gemischte aufschäumende Polymersalze, Wärmeübertragung, Schutzkleidung, Kabelisoliermäntel, phosphorreiche Verbindungen

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