Eine BAM-Mitarbeiterin bei einem Brandtest im Labor

Untersuchung von Flammschutzeigenschaften einer Probe im Cone Calorimeter

Quelle: BAM

Die BAM erforscht das Potenzial von Nanotechnologien als innovativen Flammschutz von Kunststoffen. Das lässt sich gut am Beispiel eines Notebookgehäuses erklären: Bereits wenige Prozent von bestimmten und gut verteilten Nanomaterialen im Gehäusekunststoff bilden bei Feuer eine geschlossene Schutzschicht an der Gehäuseoberfläche. Diese wirkt als Hitzeschild, reduziert die Wärmeabgaberate und verzögert so die Ausbreitung des Brandes. Neben Nanokompositen, die bereits heute in verschiedenen flammgeschützten Produkten erfolgreich im Markt etabliert sind, arbeitet die BAM auch an anderen Nanotechnologien wie Nanobeschichtungen oder Nanofasern.

Vielseitige Flammschutz-Eigenschaften

„Nanokomposite haben den Charme, dass sie multifunktional sind“, sagt Dr. Bernhard Schartel, Leiter des Fachbereichs Technische Eigenschaften von Polymerwerkstoffen in der BAM. Sie können deshalb entscheidend dazu beitragen, halogenhaltige Flammschutzmittel zu ersetzen. „Hersteller können durch die Multifunktionalität ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und gleichzeitig Innovationen bieten", so Dr. Schartel weiter.

Nanomaterialien bilden in Nanokompositen zum Beispiel nicht nur ein Hitzeschild aus, sondern verhindern auch das Tropfen des brennenden Kunststoffs. Dies ist ein wesentlicher Faktor für das Bestehen von Brandtests, für den – ohne Einsatz von Nanomaterial – ein weiteres Additiv notwendig wäre.

Kostengünstiges Herstellungsverfahren

Nach verschiedenen Nanomaterialien wie Schichtsilikaten und Kohlenstoffnanoröhrchen stellte die BAM gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern flammgeschützte Graphen- und Multilagen-Graphen-Nanokomposite vor. Durch deutlich geringere Herstellungskosten bei verbesserten Materialeigenschaften sind größere Mengen des Nanomaterials mit der derzeit größten Nachfrage verfügbar.

Denn Ziel des interdisziplinären Teams um Dr. Schartel ist sicherer, praxistauglicher und umweltschonender Flammschutz. Die Lösungen sind dabei so vielfältig wie die Einsatzgebiete von Kunststoff. Daher arbeitet die BAM auch an Nano-Hitzereflektionsschichten, zum Beispiel für den Einsatz in Schienenfahrzeugen. Diese reflektieren wie ein Spiegel Infrarotstrahlung und dämmen so das Erhitzen des Kunststoffes wirkungsvoll ein. Elektrogesponnene Nanofasermatten wiederum reduzieren wie eine Schutzschicht die kritische Masse beim Entzünden von Kunststoffen.