Verbesserung des Brandverhaltens von Injektionsharzsystemen durch Verwendung von Nanopartikeln

Abstract

Um die Brandgefährdung tragender Strukturen durch gezieltes Design der Flamm-schutzmittel unter Berücksichtigung der Verarbeitungsanforderungen für Faserverbund-werkstoffe reduzieren zu können, ist ein tieferes Verständnis der Wirkungsweisen nanoskaliger Additive hinsichtlich der Brandeigenschaften erforderlich. Zur Erlangung materialspezifischer Kennwerte wird der Brandprozess in dieser Arbeit im kleinen Maßstab in der Ofenkammer einer Thermogravimetrischen Analyse (TGA) mit einem Modul, das für die Differenzkalorimetrie nutzbar ist, nachgestellt und der gemessene Wärmestrom als Bewertungskriterium für die Brandeigenschaften herangezogen. Durch eine Validierung mit Standardmethoden wird in dieser Arbeit erörtert, ob und unter welchen Randbedingungen dieses Vorgehen zulässig ist. Anhand eines nanoskaligen Aluminiumtrihydroxid-Flammschutzadditivs kann gezeigt werden, dass mit der gewählten Methode die Wirkmechanismen, die sich aus den Designparametern, wie Partikelgröße, Dispersionsqualität und Partikelkonzentration ergeben, bestimmt werden können. Anhand der Ergebnisse kann eine optimale Konfiguration hinsichtlich der Designparameter abgeleitet werden.