TY - BOOK A1 - Schubert, Martina A1 - Schartel, Bernhard A1 - Lang, M. A1 - Yin, Huajie A1 - Dittrich, Bettina A1 - Heidemeyer, P. A1 - Bastian, Martin T1 - Wirkungsweise von halogenfreien Flammschutzmitteln in WPC N2 - Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Untersuchung der Wirkungsweise von halogenfreien Flammschutzmitteln in WPC. Eine große Anzahl verschiedener Flammschutzmittel wurde hinsichtlich ihrer Wirkmechanismen umfassend untersucht, um ein Verständnis für die ablaufenden Prozesse zu entwickeln. Hierbei wurden verschiedene Brandtests eingesetzt, um die Materialien bezüglich verschiedener Applikationen (E&E, Transportwesen, Bauwesen) zu beleuchten. Die verschiedenen Untersuchungen liefern aber auch ein umfassendes Bild vom Brandverhalten in den verschiedenen Eigenschaften, wie Entflammbarkeit und Brandausbreitung. Die prinzipiellen Ansätze wurden anhand von verschiedenen Flammschutzmitteln beleuchtet, ihre Pyrolyse und ihre Performance in verschiedenen Brandtests gegenübergestellt. Bei der angestrebten geringen Zusatzmenge ist durch den Zusatz eines einzigen Flammschutzmittels keine zufriedenstellende Reduktion der Brandeigenschaften zu erwarten. Multikomponentensysteme zur Steigerung der Effizienz sind angezeigt. Einige prinzipielle Kombinationsmöglichkeiten wurden für alle Hauptflammschutzmittel durchgespielt. Die teilweise deutlichen Verbesserungen zeigen Wege zur erfolgreichen Produktentwicklung auf. So konnten bei den Spritzgießcompounds Eigenschaften erzielt werden, die eine UL 94 V0 Klassifizierung ermöglichen. Ein Einsatz der im Forschungsvorhaben hergestellten Compounds als Baustoff ist aufgrund des Brandverhaltens in den baustoffspezifischen Prüfungen nicht möglich. Hier sind weitere Flammschutz-Konzepte zu erproben. Gleitmittel nehmen bei den untersuchten Extrusionscompounds keinen Einfluss auf das Brandverhalten. Haftvermittler nehmen ebenfalls keinen signifikanten Einfluss auf das untersuchte Brandverhalten, können aber zu einer veränderten Verteilung der Füllstoffe und damit zur Ausbildung einer effektiveren Schutzschicht führen. Feinere Holzpartikel schneiden bei den Brandprüfungen besser ab als grobe Holzpartikel. Bei Einsatz von grobem Holz wird eine schlechtere Rückstandsstruktur ausgebildet, was das Brandverhalten negativ beeinflusst. Der Einsatz von vorbehandeltem Holz brachte nicht die erwartete Verbesserung. Die neu konzipierte Aufbereitungsanlage auf Basis des Planetwalzenextruders konnte erfolgreich in Betrieb genommen werden. Vergleichende Versuche mit dem Doppelschneckenextruder zeigten, dass der PWE-Aufbau eine gute Alternative zur etablierten DSE-Aufbereitung darstellt. Zusätzlich wurden an Compounds vielversprechender Flammschutzansätze weitere Materialprüfungen (Biegeversuch, Schlagversuch, Wasseraufnahme) durchgeführt, um den Einfluss der FSM auf die spezifischen Eigenschaften der WPC zu beleuchten. N2 - The objective of the research project was to investigate the effect of halogen-free flame retardants in WPC. A large number of different flame retardants was thoroughly examined regarding their effect mechanisms to develop an understanding for the processes taking place. Different fire tests were used to examine the materials with respect to the different applications (E&E, transportation, construction). Additionally, the different investigations provide a comprehensive picture of the fire behavior regarding the different properties, such as flammability and fire spread. The fundamental approaches were examined by means of different flame retardants and their pyrolysis and performance were compared in different fire tests. A satisfactory reduction of the fire properties by adding only one flame retardant cannot be expected with the intended low added amount. Multi-component systems to increase the efficiency are indicated. Some basic combination options were tried out for all main flame retardants. The partially considerable improvements illustrate ways for successful product development. This way, properties could be achieved in injection molding compounds, which allow for a UL 94 V0 classification. It is not possible to use the compounds introduced in the research project as building material due to the fire behavior in the building material specific tests. Further flame protection concepts need to be tested in this area. Slip agents do not have an influence on the fire behavior of the examined extrusion compounds. Adhesion promoters also do not have a significant influence on the examined fire behavior but can lead to a change in the distribution of the fillers and thus to the formation of a more effective protective layer. Finer wood particles performed better in the fire tests than coarse wood particles. When using coarse wood, an inferior residual structure is formed, which has an adverse effect on the fire behavior. The use of pretreated wood fibers did not bring the expected improvement. The newly conceived processing technique based on a planetary roller extruder (PRE) was successfully put into operation. Comparative tests with twin-screw extruders (TSE) showed that the PRE configuration is a good alternative to the established TSE processing. Additionally, further material testing (bending test, impact test, water absorption) was performed on promising flame retarded compounds to examine the influence of the fire retardants on the specific properties of the WPC. KW - Wood plastic composite KW - Halogen free KW - Flame retardancy PY - 2016 SN - 978-3-8440-4645-8 SN - 2364-754X SP - 1 EP - 88 PB - Shaker Verlag CY - Aachen AN - OPUS4-37482 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krüger, Simone A1 - Schartel, Bernhard A1 - Schoch, Rebecca A1 - Schubert, Martina T1 - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe - Wie beeinflussen Flammschutzmittel die Rauchgaszusammensetzung im Brandfall? JF - Bautechnik N2 - Der steigende Einsatz von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (Wood Plastic Composite, WPC) erfordert das Wissen um seine spezifischen Eigenschaften, insbesondere dem Brand risiko. Dabei können Flammschutzmittel die Entflammbarkeit, Wärmeabgabe und die Brandausbreitung des Materials verringern. Deshalb sind der gezielte und effiziente Einsatz und die Kenntnis über die Wirkungsweise der Flammschutzmittel im WPC für den Brandschutz von enormer Bedeutung. Dazu gehört auch die Rauchentwicklung im Brandfall. Rauch beeinflusst aufgrund seiner Toxizität und seiner Sichttrübung die Fluchtmöglichkeit der betroffenen Personen. In der Rauchkammer nach ISO 5659-2 wird die Rauchentwicklung von flachen Werkstoffproben ermittelt. Die Rauchgastoxizität bzw. die Rauchgaszusammensetzung wird mithilfe der FTIR (Fourier Transformierte Infrarot)-Spektroskopie ermittelt. Frei werdende Partikel schädigen die Atemorgane und beeinflussen damit auch die Fluchtfähigkeit von Personen im Brandfall. Aussagen zur Partikelemission können mithilfe eines an die Rauchkammer gekoppelten Partikelanalysators getroffen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene flammgeschützte WPC-Systeme hinsichtlich ihres Rauchverhaltens in der Rauchkammer untersucht. Die Ergebnisse zu emittierten toxischen Gasen, Partikeln und zur Rauchentwicklung werden vorgestellt und in Abhängigkeit von den eingesetzten Flammschutzmitteln im WPC diskutiert. KW - Rauchgase KW - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe KW - Partikel KW - Flammschutz PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201900020 VL - 96 SP - 1 EP - 12 PB - Wiley AN - OPUS4-48157 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -