Flammschutzmittel – Verborgene Lebensretter in Kunststoffen

Flammschutzmittel werden seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt und verhinderten schon in vielen Fällen, dass sich kleine Entstehungsbrände, die beispielsweise durch defekte Kabel oder elektrische Geräte verursacht werden können, katastrophal auswirken. Flammschutzmittel machen auch das Reisen mit Zügen, Schiffen und Flugzeugen sowie das Wohnen und Arbeiten viel sicherer. Ihre Bedeutung ist durchaus mit der von Airbags in Autos zu vergleichen: Auch sie können Menschenleben retten.

Jedoch erfordern immer anspruchsvollere Kunststoffanwendungen, beispielsweise in Hochleistungs-Lithiumbatterien und Leichtbaukonstruktionen, eine Effizienzsteigerung der Flammschutzmittel. Steigende Anforderungen an die Flammschutzmittel resultieren auch aus dem zunehmenden Einsatz von Kunststoffen in Gebäuden und Fahrzeugen, strengeren Brandschutznormen sowie dem wachsenden Sicherheitsbedürfnis der Menschen.

Moderne Flammschutzmittel müssen eine Vielzahl spezieller Eigenschaften haben, unter anderem sollten sie neben hoher Effizienz eine geringe Toxizität und günstige Umweltbilanz aufweisen und bei Schwelbränden keine giftigen Gase verursachen. Die noch in großem Umfang eingesetzten bromhaltigen Flammschutzadditive erfüllen diese Anforderungen nicht vollständig, so dass ein großes Interesse besteht, sie zumindest teilweise zu ersetzen.

Verbrennungsprozesse effektiv stoppen

Die Forscher des Fraunhofer LBF untersuchen, mit welchen Wirkprinzipien die Verbrennungsprozesse am effektivsten gestoppt werden können und mit welchen Stoffen dies am besten zu erreichen ist. Zudem mischen sie unterschiedliche Flammschutzmittel, um die verschiedenen Wirkungen zu kombinieren und suchen nach ganz neuen Möglichkeiten, die Verbrennungsprozesse zu unterbinden.

Heute gelingt es den LBF-Wissenschaftlern, High-Tech-Systeme mit Eigenschaften zu entwickeln, die genau den Kundenwünschen entsprechen und als Alternative für die bromhaltigen Substanzen geeignet sind. Die Forschungsarbeiten erstrecken sich vom Strukturdesign bis zum industriellen Herstellungsprozess. Gegenwärtig befinden sich neuartige Flammschutzmittel, die im Rahmen von Industrie-Kooperationen entwickelt wurden, in der Einführungsphase. Sie wirken effizient in Polyamiden und einigen anderen Kunststoffen, sind nicht toxisch und verursachen keine Umweltgefahren. Intensiv wird auch am Flammschutz für Polymerschäume geforscht, um die Brandgefahren durch Kunststoffisolierungen wirksam zu vermindern.

Über den Bereich Kunststoffe des Fraunhofer LBF

Mit dem Forschungsbereich Kunststoffe, hervorgegangen aus dem Deutschen Kunststoff-Institut DKI, begleitet und unterstützt das Fraunhofer LBF seine Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Von der Polymerisation über das Compoundieren bis hin zur Lebensdaueranalyse von Kunststoffbauteilen werden Forschungsdienstleistungen aus einer Hand angeboten. Materialseitig liegt der Fokus auf Hochleistungsthermoplasten, Thermoplasten und Elastomeren sowie deren Verbünden. Umfassendes Know-how besteht im molekularanalytischen Fingerprinting von Kunststoffen unter Anwendung modernster Trennverfahren. In Kombination mit bildgebenden analytischen Techniken können Veränderungen an Kunststoffbauteilen begleitend zu Belastungstests frühzeitig erkannt und analysiert werden. Dies schließt auch eine Schadensanalytik unter Anwendung modernster Verfahren der Bildgebung und Molekularanalytik ein. Auf diesem Weg können sowohl die Authentizität von Materialprüfungen als auch die Eignung von Kunststoffen für ihren Einsatzzweck zuverlässig beurteilt werden.