Einführung

Jährlich kommt es in Deutschland zu etwa 180.000 Gebäude- und etwa 40.000 Fahrzeugbränden. Rund jeder dritte Brand entsteht durch Elektrizität. Durch defekte Kabel, Kurzschlüsse, Überhitzung oder Überlastung verursachen Elektrogeräte Funk- oder Schwelbrände, die besonders gefürchtet sind. Die heißen Pyrolysegase stauen sich an der Decke des Raumes und wirken wie ein Heizstrahler. Sie sind brennbar und können durch das Aufheizen auf Zündtemperatur innerhalb weniger Sekunden einen sogenannten Flashover, deutsch Feuerübersprung, auslösen. Schlagartig greift das Feuer dann auf den gesamten Raum über und weitet sich zu einem Vollbrand aus - unaufhaltsam und mit Temperaturen von über 1.000 °C.

Moderne Materialien wie Kunststoffe geben besonders viele Pyrolysegase ab und haben Heizwerte, die jene natürlicher Materialen übertreffen können.

Aus einem Toaster schießt eine 30cm hohe Flamme. Ein Drittel der Hausbrände wird durch defekte Elektrogeräte verursacht
Kunststoffe wie Polystyrol, Polypropylen oder Polyethylen haben doppelt so hohe Heizwerte wie Holz oder Papier. Heizwerte natürlicher und künstlicher Materialien

Mit dem Einzug von Kunststoffen in unser Alltagsleben begann man deshalb auch ihre Sicherheit zu erhöhen und brachte bereits um 1930 die ersten organischen halogenierten Flammschutzmittel als Additive auf den Markt. Heute kann man aus über 75 handelsüblichen, bromierten Flammschutzmitteln wählen. Je nach Kompaktheit der Kunststoffe sind Gehalte von 0,7 Gew.% (expandiertes Polystyrol) bis zu 20 Gew.% (Thermoplaste, Elastomere und Textilien) nötig um eine Wirkung zu erzielen.

Wirkweise

Halogenierte Flammschutzmittel setzen Halogenradikale frei, die Halogenwasserstoff bilden können. Dieser reagiert mit energiereichen Spezies wie Hydroxyl- oder Hydrogenradikalen und verlangsamt den Verbrennungsprozess. Radikalreaktionen spielen bei der Wirkung von Flammschutzmitteln die entscheidende Rolle

Allen ist gemein, dass sie durch chemische Prozesse wirken und damit sehr effektiv sind. Im ersten Schritt wird aus dem Flammschutzmittelmolekül durch Wärmeeinwirkung ein Bromradikal freigesetzt. Durch Spaltung einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung im Polymer wird Bromwasserstoff gebildet. Bromwasserstoff reagiert in der Gasphase mit den sehr energiereichen Sauerstoff-, Hydroxyl- und Wasserstoffradikalen und sorgt dadurch für den Abbruch der radikalischen Kettenreaktionen der Verbrennung. Chlorierte Flammschutzmittel wirken analog durch Bildung von Chlorradikalen und Chlorwasserstoff.

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