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Sol-Gel basierte Flammschutzausrüstungen für Textilien. - (DTNW-Mitteilungen Nr. 94)

  • Sol-Gel basierte Flammschutzmittel stellen einen vielversprechenden Ansatz für Textilien dar, gerade im Bereich des Ersatzes von derzeit etablierten halogenhaltigen Flammschutzmitteln. Letztere sind aufgrund ihrer toxikologisch Bedenklichkeit sowie ihrer mitunter bioakkumulierenden Eigenschaften in die Kritik geraten. In diesem Forschungsvorhaben wurde daher untersucht auf welche Weise ein Flammschutz per Sol-Gel-Ansatz auf Stickstoff- und/oder Phosphorbasis als halogenfreie Alternative verwirklicht werden kann. Die Sol-Gel-Schicht fungierte dabei zum einen als nicht brennbarer Binder, zum anderen konnten über das Einführen entsprechender funktioneller Seitenketten für den Flammschutz aktive Gruppen direkt mit eingebunden werden. Verschiedene Ansätze wurden dabei verfolgt. Vor allem durch die Nutzung von additivierten Systemen, d.h. durch Sol-Gel-Schichten mit Zusätzen von stickstoff- und/oder phosphorhaltigen Verbindungen konnte ein Flammschutz nach DIN EN ISO 15025 (Schutzkleidung – Schutz gegen Hitze und Flammen) erhalten werden. Anhand eines Modellsystems, bei dem in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zuerst eine funktionalisierte Sol-Gel-Schicht und anschließend eine Phosphorverbindung in einem zweiten Schritt aufgebracht wurde, konnten die Vorteile des Flammschutzes auf Sol-Gel-Basis nachgewiesen werden. Dabei wurde unter anderem auch gezeigt, dass ein Mechanismus auf Basis der Bildung einer Schutzschicht hauptsächlich verantwortlich für den Flammschutz ist. Dieses Ergebnis ist für eine zukünftige, weitere Optimierung entsprechender Ausrüstungen nicht zu unterschätzen. Durch Ausrüstungsversuche im semi-industriellen Maßstab konnte weiterhin gezeigt werden, dass einer großtechnischen Umsetzung der angewandten Ausrüstungen prinzipiell nichts im Wege steht. Abstriche müssen bis dato lediglich bezüglich der Waschstabilität gemacht werden. Die Sol-Gel-Schichten überstanden zwar im allgemeinen typische Waschprozesse, eine Permanenz der Flammfestigkeit von additivierten Systemen ergab sich aber nur in einzelnen Fällen. Ausgehend von den Ergebnissen wurde ein neuer Ansatz vorgestellt, der über den hier zugrundeliegenden Ansatz hinausgeht. Dieser sieht vor, durch den Einsatz von neu-synthetisierten Silanen mit Stickstoff- und Phosphorgruppen Sol-Gel-Schichten herzustellen, die ein vielversprechendes Verhalten zeigen. Hier konnte auch nach ersten Waschtests eine Aufrechterhaltung der verbesserten Flammfestigkeit nachgewiesen werden. Insgesamt konnte innerhalb des Forschungsvorhabens gezeigt werden, dass ein Flammschutz auf Sol-Gel-Basis für Textilien erhalten werden kann. Darüberhinaus konnte auch erklärt werden auf welchem Mechanismus dieser Flammschutz begründet ist und wie die derzeit noch ungenügende Waschpermanenz verbessert werden kann.

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Metadaten
Name:Textor, Torsten
URN:urn:nbn:de:bsz:rt2-opus4-28070
DOI:https://doi.org/10.13140/RG.2.2.12914.32969/1
Publisher:Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West
Place of publication:Krefeld
Document Type:Report
Language:German
Year of Publication:2020
Pagenumber:102
Dewey Decimal Classification:540 Chemie
Open Access:Ja
Licence (German):License Logo  Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International