FLAMMSCHUTZ FÜR
BIO-POLYMERE

Zur Erreichung eines optimalen Flammschutzes ist die homogene Verteilung der Flammschutzmittel in der Bio-Polymermatrix notwendig. Die Kopplung mit der Polymermatrix sollte durch die speziell entwickelten, reaktiven Flammschutzmittel erreicht werden. Als neues Verfahren für die Anbindung der Flammschutzmittel an die Matrix wurde die Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen eingesetzt. Die Eigenschaften der Polymere werden modifiziert, indem über die Strahlendosis kontrollierbare Vernetzungs- und Kopplungsreaktionen angestoßen werden. In den Versuchen erwies sich ein Additiv als wirkungsvoll, bei dem die Vernetzungsreaktion den Abbau des Polymers durch die Bestrahlung überwog. Auch weitere Additive wurden umfangreich getestet. Darüber hinaus wurden im Rahmen des Projekts flammgeschützte Formulierungen auf Basis von Bio-Polyamiden (PA) für den Spritzguss entwickelt und die Vernetzbarkeit unter Einfluss der Beta- bzw. Elektronenstrahlung erstmals untersucht.

Ergebnisse
Die eingesetzten Bio-Polyamide PA610, PA1010 und PA11 lassen sich mit Hilfe eines Vernetzungsadditivs sehr effektiv vernetzen. Nachgewiesen werden konnte der positive Effekt durch Zugabe von Holzpartikeln auf die Flammschutz-Performance. Die Wärmefreisetzungsraten konnten durch Holzzugabe reduziert werden, bei einer gleichzeitigen Verkürzung der Entzündungszeitpunkte. Die Vernetzung der entwickelten Materialien führt zu einem neuartigen Eigenschaftsprofil: So ließ sich bei fast allen PA-basierten Formulierungen eine Erhöhung der Zugfestigkeit und des Zug-E-Moduls unter Reduzierung der Kerbschlagzähigkeit belegen. Das Projekt hat auch gezeigt, dass die Herstellung vernetzbarer Rezepturen und ihre Verarbeitung viele Parallelen zu den bekannten konventionellen fossilbasierten Kunststoffen aufweist. Biobasierte Kunststoffe können daher konventionelle Kunststoffe in vielen Anwendungen ersetzen und durch die Strahlenvernetzung in ihrem Eigenschaftsspektrum weiter optimiert werden. Das eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich E&E, insbesondere für Anwendungen in der Automobilindustrie – mit enormem Potenzial!