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Improving the Flame Retardancy of Aluminium Trihydroxide in Thermoplastic Starch Biocomposites Using Waste Fibers and Silicon-Based Synergists

  • The synergistic behavior of different silicon compounds is investigated in flame retardant biocomposites with aluminum trihydroxide (ATH) as the main flame retardant. The paper shows a new approach towards sustainable biocomposites through the implementation of thermoplastic starch (TPS), leather fibers from industrial waste streams, and non-hazardous flame retardants and synergists. In these multicomponent systems, the different components address different modes of action in the fire scenario. When ATH is partially substituted by glass frits or layered silicates, fire performance is enhanced without changing the total amount of filler in the polymer. In a biocomposite with 25 phr of fiber and 90 phr of ATH, substituting 5 phr of ATH for layered silicates increased the LOI from 31.5 vol % to 34.8 vol %, decreased the peak of heat release by 20%, and increased the UL 94 rating from V-1 to V-0.

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Autor*innen:Daniel Rockel, G. Sanchez Olivares, Bernhard Schartel
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ACS Sustainable Resource Management
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit / 7.5 Technische Eigenschaften von Polymerwerkstoffen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:ACS
Jahrgang/Band:1
Ausgabe/Heft:6
Erste Seite:1131
Letzte Seite:1145
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Biocomposites; Flame retardancy; Modes of action; Sustainability; Synergism; Waste streams
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur / Fire Science
Umwelt / Circular Economy
DOI:10.1021/acssusresmgt.4c00053
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-605711
ISSN:2837-1445
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:10.07.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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