Sol-Gel basierte Flammschutzausrüstungen

Die Anforderungen an einen Flammschutz für verschiedene textile Produkte steigen, während es nach wie vor in vielen Fällen an zufriedenstellenden Lösungen mangelt. Hinzu kommt, dass oftmals verwandte halogenierte Flammschutzmittel immer mehr in den Fokus der Diskussion geraten, z.T. wurden gut wirkende Flammschutzadditive bereits verboten. Mit zunehmenden Anforderungen an den Umweltschutz kann zudem mit dem Verbot weiterer Produkte gerechnet werden.

Die Sol-Gel-Technik erlaubt die Ausrüstung von Textilien mit anorganischen Dünnschichten. Diese Dünnschichten basieren dann z.B. auf SiO2 oder Al2O3 und bestehen somit auf absolut nicht-brennbaren Materialien. Die Vermutung liegt nahe, dass sie daher als Barriereschutzschichten fungieren können. Versuche zeigen aber, dass dieser Effekt alleine nicht ausreicht, sondern im Gegenteil z.B. bei PET das Brennverhalten negativ beeinflussen kann. Die anorganischen Sol-Gel-Schichten lassen sich aber zusätzlich auf vielerlei Arten funktionalisieren. So können die nicht brennbaren Oxidschichten mit Phosphor- und/oder stickstoffreichen Verbindungen modifiziert werden. Die flammhemmenden Eigenschaften und Wirkungsweisen entsprechender Verbindungsklassen sind im allgemeinen bekannt wenngleich nicht immer verstanden.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden z.Zt. am DTNW auf Basis der Sol-Gel-Technik Hybridpolymersysteme entwickelt und getestet. Diese Hybride basieren auf anorganischen Netzwerken, die über ein Additivieren mit Phosophor- und/oder Stickstoffkomponenten mit flammhemmenden Eigenschaften ausgestattet werden. Ziel des Projektes ist es nicht nur die flammhemmenden Eigenschaften über Flammtests zu untersuchen, sondern gleichzeitig das Zusammenspiel und den Einfluss der verschiedenen Komponenten auf die Wirksamkeit zu verstehen.

Baumwoll-PET-Mischgewebe nach Durchführen eines Flammtests. Die linke, unbehandelte Probe verbrennt vollständig, die rechte, mit einer Sol-Gel-Ausrüstung ausgestattete ist selbstlöschend.

Angaben zum Forschungsvorhaben
Titel: Sol-Gel-basierte Flammschutzausrüstungen
Förderkennzeichen: IGF-Vorhaben Nr. 17459 N
Laufzeit: 01.04.2012 - 31.03.2014

Ansprechpartner:
Dr. Ralf S. Kappes, Dr. Torsten Textor: 02151/843-0; info@dtnw.de