Wie wirken Flammschutzmittel auf Textilien?

Wenn es brennt, greift das Feuer schnell auch auf Gardinen oder Polstermöbel über. Flammschutzmittel sollen das verhindern – doch viele von ihnen sind giftig für Mensch und Umwelt.

Um künftig sicherere Flammschutzmittel herstellen zu können, untersucht Prof. Dr. Burak Atakan vom Lehrstuhl für Thermodynamik an der UDE ihre Wirkungsweise gemeinsam mit dem Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW), einem An-Institut der UDE. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt die nächsten drei Jahre mit ca. 612.000 Euro.

Um die Ausbreitung eines Brandes über leicht entzündliche Textilien zu verhindern oder zu verzögern, werden Flammschutzmittel eingesetzt. Viele davon sind jedoch umweltschädlich und gesundheitsgefährdend. Umweltverträgliche Alternativen werden noch gesucht. „Dafür müssen wir den Wirkmechanismus der Flammschutzmittel erst besser verstehen. Bisher mangelt es aber an vereinfachenden Experimenten, die eine getrennte Untersuchung der verschiedenen Schritte ermöglichen“, erklärt Prof. Burak Atakan.

Damit es zur Verbrennung kommt, muss Wärme auf die Textilien einwirken, die sich dabei zersetzen und verdampfen. Die verdampfenden brennbaren Bruchstücke müssen sich mit der Luft mischen – was auch an den Strömungsbedingungen hängt, die sich durch die Wärmefreisetzung zeitlich ändern. Nur bei bestimmten Gemischen und Temperaturen zündet das Gemisch.

„Wenn es zündet, beschleunigt sich der Prozess aufgrund der Wärmefreisetzung selbst. Das kann entweder in der festen Phase verhindert werden, wenn der Flammenhemmer eine feste undurchlässige Schicht auf der Textilie ausbildet und dadurch das Entweichen der Gase oder das weitere Aufheizen der Faser verhindert. Oder die Flammenhemmer greifen in die Reaktionschemie in der Gasphase ein und verlangsamen die Verbrennungsreaktionen, so dass die Flamme erlischt“, erklärt Prof. Burak Atakan.

Bei jeder Flammenschutzmittel-Textil-Kombination sieht das Wechselspiel jedoch anders aus. Um bekannte und neu zu synthetisierende Flammschutzmittel einzusetzen, bauen die Wissenschaftler um Prof. Atakan für das DFG-Projekt in Duisburg einen vereinfachenden Versuchsstand für Experimente in Duisburg auf. „Hierbei kombinieren wir unsere Expertise in Sachen Gasphasenanalytik mit den Kompetenzen von Dr. Thomas Mayer-Gall. Er ist am DTNW in Krefeld der Experte für die Herstellung und Auftragung neuer Flammschutzmittel auf Textilien. Er bringt darüber hinaus seine Erfahrung bei der Untersuchung in der festen Phase und mit standardisierten Verfahren ein“, so Prof. Burak Atakan.

Durch die gemeinsamen Arbeiten soll mehr über die grundlegende Wirkweise von phosphor- und stickstoffhaltigen Flammschutzmitteln in beiden Phasen erforscht werden, um so wirksame und zugleich umweltfreundliche Alternativen herstellen zu können.

Redaktion: Cathrin Becker, Tel. 0203/37 9-2131, cathrin.becker@uni-due.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Burak Atakan, Lehrstuhl für Thermodynamik, 0203/37 9-3355, burak.atakan@uni-due.de
Thomas Mayer-Gall, Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West, Tel. 0203/379-8218, mayer-gall@dtnw.de

https://www.uni-due.de/2023-08-17-dfg-projekt-zu-flammschutzmittel