Innovative, halogenfreie Flammschutzlösungen für Hochleistungspolymere

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Döring
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5385768

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung neuer Hochleistungsverbundwerkstoffe auf Epoxidharzbasis Hochleistungsepoxidharze bestehen aus Mischungen folgender Komponenten: Harz oder Harzmischungen, Härter, Beschleuniger oder Katalysatoren und Modifier, vornehmlich FST- und Zähmodifier zur Verbesserung des Flammschutzes und der Elastizität. In Polymerwerkstoffen werden additive (unreaktive) und integrierte (reaktive) Flammschutzmittel unterschieden. Unreaktive Flammschutzmittel benötigen hohe Füllgrade und verursachen signifikante Verluste der mechanischen Eigenschaften. Technisch werden zur Zeit bromierte reaktive Epoxidharze als Flammschutzmittel, zum Beispiel in Leiterplatten, mit all den negativen Eigenschaften (Abschnitt 2.1) verwandt. Zu reaktiven phosphorhaltigen Flammschutzmitteln gibt es keine systematischen Befunde mit Bezug auf Brandschutz und Materialeigenschaften. Unsere Untersuchungen werden auf die Synthese neuer phosphorhaltiger Komponenten für Hochleistungspolymere gerichtet sein. Besondere Effekte erwarten wir durch synthesechemische Kombinationen einzelner Bestandteile und Eigenschaften. So werden u.a. phosphor- und borhaltige Härter, Harze oder Zähmodifier herstellt, so dass die daraus resultierenden Hochleistungsharze bereits flammwidrige ausgerüstet sein sollten. Durch Abmischung einzelner phosphor- oder borhaltiger Komponenten mit kommerziellen Bestandteilen für Hochleistungspolymere sowie Abmischungen dieser Komponenten untereinander und anschließenden Aushärten mit und ohne Gewebe unter unterschiedlichen Bedingungen wird eine Vielzahl von Materialproben erhalten. Durch die Untersuchung der Materialeigenschaften an Reinharzplatten und Laminaten, inklusive des Flammschutzes, werden Struktur-Eigenschaftsparameter erarbeitet, die anzeigen, wieviel Phosphor oder Bor wie gebunden vorliegen muss, damit ein ausgewiesener Flammschutz bei vorgegebenen Materialeigenschaften, einschließlich Zähmodifizierung, gegeben ist. Basierend auf diesen Daten werden Verbundwerkstoffe für Hochleistungsanwendungen entwickelt und für Bauteile appliziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen