Brandhemmende Kunststoffe
Von Gewebe bis hin zu Möbeln kommen Kunststoffe überall vor. Eines der Hauptprobleme von Kunststoffen ist ihre leichte Brennbarkeit mit den damit verbundenen Gefahren. In den letzten Jahren verwendete man meist bromierte Flammenhemmer (BFRs - Brominated Flame Retardants) zur Verzögerung der Flammenbildung. Durch ihre Verwendung sollen Elektronik, Kleidung und Möbel an der Entzündung gehindert werden. Dennoch gelten einige bromierte Flammenhemmer als dauerhafte organische Schadstoffe, deren bedenkliche Folgen für die Umwelt durch die Bioakkumulation bekannt sind. Durch die Herstellung von Nanoverbundkunststoffen sollen alternative Flammenhemmer entstehen. Nanoverbundstoffe sind Materialkombinationen aus einem oder mehreren separaten Bestandteilen, um die besten Eigenschaften jedes Bestandteils nutzen zu können (Verbund). Deshalb sind die strukturellen Bestandteile von Nanomaterialien höchstens 100 nm groß. Bei Nanoverbundstoffen dienen Nanopartikel (Ton, Metall, Kohlenstoff-Nanorohre) als Füllstoffe in einer Matrix, meist einer Polymermatrix. Die brandhemmenden Eigenschaften dieser Füllstoffe wurden untersucht. Speziell wurden Konzepte für eine Nanoverteilung von Polypropylen-(PP) und Polyamid-(PA6) Nanoverbundsystem entwickelt. Unter Verwendung von Bentonit als Füllstoff in PA6 wurde die Entflammbarkeit des Verbundstoffs nachweislich um über 50 % im Vergleich zum vorherigen PA6-Material gesenkt. Bei der Einstufung der Entflammbarkeit erreicht der Verbundstoff die Klassifizierung VO 94 UL (Underwriters Laboratories). Bei PP wurde durch organische Gruppen veränderter Ton als Füllstoff verwendet. Dennoch erbrachte dies noch keine verbesserte Brandverzögerung. Aber die kombinierte Verwendung von Nano- und Mikrofüllstoffen förderte die mechanische Leistung und die brandhemmenden Eigenschaften des Verbundstoffs. Diese Entwicklung ist ein entscheidender Beitrag zur Suche nach Kunststoffen, die ohne Gefahren für die Umwelt brandhemmend wirken. Ähnlich wie bei den Kunststoffen sind die Anwendungsgebiete vielfältig.
