@PhdThesis{duepublico_mods_00081417,
  author = 	{Zilke, Olga},
  title = 	{Flammschutzmechanismen neuartiger, wasserl{\"o}slicher und halogenfreier Flammschutzmittel f{\"u}r textile Fl{\"a}chengebilde},
  year = 	{2023},
  month = 	{Feb},
  day = 	{02},
  keywords = 	{Flammschutzmittel, Cyclophosphazen-Derivate, Phytins{\"a}ure, Polyvinylamin, Layer-by-Layer-Verfahren, Textilien, Waschstabilit{\"a}t, Flammschutzmechanismen},
  abstract = 	{Der Einsatz von Flammschutzmitteln zur Minimierung der Entflammbarkeit von oftmals leichtentz{\"u}ndlichen Textilien oder nicht gen{\"u}gend gesch{\"u}tzten Kunststoffbauteilen ist unerl{\"a}sslich und dar{\"u}ber hinaus f{\"u}r viele Anwendungen gesetzlich vorgeschrieben. Halogenierte Flammschutzmittel erwiesen sich in der Vergangenheit als toxikologisch und {\"o}kologisch fragw{\"u}rdig, weswegen ein Gro{\ss}teil der Verbindungen bereits in vielen EU-L{\"a}ndern und auch Deutschland verboten wurde. F{\"u}r andere bestehen strenge Auflagen. Die vorliegende Dissertation behandelt zwei Forschungsprojekte im Bereich der permanenten, wasserbasierten Flammschutzausr{\"u}stung textiler Materialien mit phosphor- und stickstoffhaltigen Flammschutzmitteln als umweltfreundliche Alternative zu halogenierten Flammschutzmitteln. Zun{\"a}chst wurden zwei wasserl{\"o}sliche Cyclophosphazen-Derivate (GlyCPZ und ThioGlyCPZ) synthetisiert und aus einer w{\"a}ssrigen L{\"o}sung auf Nylon/Baumwolle-Mischgewebe immobilisiert. ThioGlyCPZ enth{\"a}lt zus{\"a}tzlich zu den flammhemmenden Elementen Phosphor und Stickstoff auch Schwefel und ist in der Literatur bislang nicht beschrieben worden. Die hier anvisierten Cyclophosphazen-Derivate konnten erfolgreich in zweistufigen Reaktionen mit hohen Ausbeuten synthetisiert werden. Die ausger{\"u}steten Gewebe bestanden die Oberfl{\"a}chenbeflammung in Anlehnung an DIN EN ISO 15025 selbst nach zehn Waschzyklen bei 80 {\textdegree}C ohne Nachbrennzeit. Es konnte gezeigt werden, dass die Pyrolyse von unbehandelten Nylon/Baumwolle-Mischungen einer synergistischen Zersetzung folgt. Der Effekt der einzelnen Faserbestandteile aufeinander verschwand jedoch mit der Flammschutzausr{\"u}stung vollst{\"a}ndig und ging in eine additive Zersetzung {\"u}ber. ThioGlyCPZ war hydrolysestabiler als GlyCPZ, wodurch auch nach der W{\"a}sche ein konstanter Phosphorgehalt detektiert wurde. Mit GlyCPZ ausger{\"u}stetes Gewebe wies hingegen in allen Flammtests bessere flammhemmende Eigenschaften sowie einen h{\"o}heren Sauerstoffindex als mit ThioGlyCPZ ausger{\"u}stetes Gewebe auf. Die Verwendung naturbasierter Phytins{\"a}ure in Kombination mit dem synthetisch hergestellten Polyvinylamin erwies sich nach Immobilisierung auf Baumwolle durch das Layer-by-Layer-Verfahren als effektives, teilweise naturbasiertes FSM-System. So wurde eine Reihe normierter Flammtests bestanden sowie der Sauerstoffindex deutlich erh{\"o}ht. Die Untersuchungen der Flammschutzmechanismen der genannten FSM-Systeme in der Gas- und Kondensphase zeigten, dass sich der Zersetzungsmechanismus mit den Flammschutzmitteln durch die Katalyse flammschutzrelevanter Reaktionen ma{\ss}geblich ver{\"a}ndert. Bei der Verbrennung werden vermehrt nicht-brennbare Gase wie Wasser und Kohlendioxid abgespalten. Schwefel in ThioGlyCPZ wird nahezu vollst{\"a}ndig in die Gasphase freigesetzt, wo weitere radikalische Reaktionen stattfinden. In der kondensierten Phase werden kohlenstoffreiche Strukturen gebildet, die zusammen mit Polyphosphaten und Phosphornitriden/Phosphor-oxynitriden oder anderen P=N-Verbindungen eine hitzestabile Kohleschicht ausbilden und so das Textil vor weiterer Zersetzung sch{\"u}tzen.},
  doi = 	{10.17185/duepublico/81417},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00081417},
  url = 	{https://doi.org/10.17185/duepublico/81417},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00080956/Diss_Zilke.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}