Forscher entwickeln bahnbrechendes einstufiges Flammschutzmittel für Baumwolltextilien

Die ungiftige Beschichtung bietet sicherere Lösungen gegen Feuer

15.01.2025

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Obwohl Baumwolle extrem leicht entflammbar ist, gehört sie aufgrund ihres Komforts und ihrer Atmungsaktivität zu den am häufigsten verwendeten Textilien. Forscher der Texas A&M University können jedoch in einem einzigen Schritt die Entflammbarkeit von Baumwolle durch eine Polyelektrolyt-Komplexbeschichtung verringern. Die Beschichtung kann auf verschiedene Textilien, wie Kleidung oder Polster, zugeschnitten und mit dem üblichen Pad-Dry-Beschichtungsverfahren skaliert werden, das sich für industrielle Anwendungen eignet. Diese Technologie kann dazu beitragen, in großem Maßstab Eigentum und Leben zu retten.

"Viele der Materialien in unserem täglichen Leben sind entflammbar, und es ist schwierig, eine Lösung zu finden, die auf ungefährliche Weise vor Feuer schützt", sagte Maya D. Montemayor, Doktorandin am Fachbereich Chemie der Texas A&M und Hauptautorin der Veröffentlichung. "Diese Technologie kann so optimiert werden, dass sie viele brennbare Materialien schnell, einfach und sicher flammhemmend macht und so einen umfassenden Schutz im Alltag bietet, der Geld und Leben der Bevölkerung spart."

Aktuelle Studien zur Entwicklung flammhemmender Beschichtungen, die mittels Polyelektrolytkomplexierung aufgebracht werden, erfordern zwei oder mehr Schritte, was den Zeit- und Kostenaufwand für eine wirksame Beschichtung eines Materials erhöht.

Im Gegensatz dazu hofft diese Studie, die kürzlich in ACS Applied Polymer Materials veröffentlicht wurde, die gleichen Ergebnisse in nur einem Schritt zu erzielen. Die Forscher gehen dieses Problem an, indem sie eine flüchtige Base einbauen, ein Molekül, das unter Umgebungsbedingungen verdampft. Bei der Verwendung von Ammoniak als flüchtige Base verdampft die Base, um den pH-Wert zu senken und eine Komplexbildung (eine chemische Reaktion, die einen stabilen Komplex bildet) auf der Baumwolloberfläche auszulösen. Bislang wurde diese Technik zwar vorgeschlagen, aber noch nie zur Herstellung einer flammhemmenden Ausrüstung verwendet.

Diese Forschung kann genutzt werden, um flammhemmende Beschichtungen auf der Basis von Polyelektrolyten in skalierbarer und effizienter Weise aufzubringen. Zu den weiteren positiven Eigenschaften der Technologie gehört, dass sie im Gegensatz zu vielen anderen flammhemmenden Beschichtungen wässrig (auf Wasserbasis) und ungiftig ist.

Die Forscher werden diese Technologie in Zusammenarbeit mit Unternehmen weiter evaluieren, in der Hoffnung, ihre Erkenntnisse zum Schutz von Holz, Stoffen, Schaumstoff und anderen Textilien einsetzen zu können.

"Diese Spitzenforschung verschafft Texas A&M Anerkennung als einer der führenden Anbieter dieser Technologie und die Möglichkeit zur weiteren Entwicklung mit externen Unternehmen", sagte Dr. Jaime Grunlan, Leland T. Jordan '29 Chair Professor im J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering an Texas A&M. "Der Umfang dieser Forschung wirkt sich positiv auf unsere Gemeinschaft aus, indem sie unsere Sicherheit auf umweltfreundliche Weise verbessert. TEES lizenziert diese und ähnliche Technologien an Unternehmen für verschiedene Anwendungen."

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Originalveröffentlichung

Maya D. Montemayor, Danixa Rodriguez-Melendez, Edward Chang, Dallin L. Smith, Natalie A. Vest, Alexandra Moran, Bethany Palen, Jaime C. Grunlan; "Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton"; ACS Applied Polymer Materials, Volume 6, 2024-11-12

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