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Oxyimide als neuartige additive Flammschutzmittel für technische Kunststoffe

Spieß, Bianca (2023)
Oxyimide als neuartige additive Flammschutzmittel für technische Kunststoffe.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023807
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version

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Item Type: Ph.D. Thesis
Type of entry: Primary publication
Title: Oxyimide als neuartige additive Flammschutzmittel für technische Kunststoffe
Language: German
Referees: Rehahn, Prof. Dr. Matthias ; Pfaendner, Prof. Dr. Rudolf
Date: 2023
Place of Publication: Darmstadt
Collation: x, 192 Seiten
Date of oral examination: 4 May 2023
DOI: 10.26083/tuprints-00023807
Abstract:

Kunststoffe sind in unserer Welt allgegenwärtig und werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Insbesondere technische Kunststoffe unterliegen gemäß der jeweiligen Anwendung speziellen Anforderungen insbesondere im Flammschutzbereich. Für Polyamid 6 und Polybutylenterephthalat sind Flammschutzmittel auf halogenierter oder Phosphatbasis kommerziell erhältlich. Diese besitzen allerdings den Nachteil, dass sie als Additiv in hohen Konzentrationen eingearbeitet werden müssen, um wirksam zu sein. Miniaturisierungsprozesse sind dadurch oft nur eingeschränkt möglich. In dieser Arbeit wird die Klasse der Oxyimide – speziell der Oxyimidester und Oxyimidether – als Synergist und als Stand-alone Flammschutzmittel in den genannten Kunststoffen untersucht und deren Wirkmechanismus beleuchtet. Zur Analyse wird die UL94-Brandprüfung mit einer Infrarotkamera erweitert und diese neuartige Methode weiterentwickelt. Oxyimide zeigen in ihren Wärmeprofilen Anzeichen für eine Radikalgeneration und führen in Polyamid 6 zu einer glasartigen Schutzschicht, die die Branddauer signifikant verkürzt sowie brennendes Abtropfen bereits in geringen Konzentrationen vermindert. Oxyimide sind daher als Stand-alone Flammschutzmittel in den betrachteten technischen Kunststoffen geeignet.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Plastics are omnipresent in our world and are used in various areas. Engineering plastics in particular are subject to special requirements in accordance with the respective application, especially in the area of flame retardancy. Flame retardants based on halogens or phosphates are commercially available for polyamide 6 and polybutylene terephthalate. However, these have the disadvantage that they have to be incorporated as additives in high concentrations in order to work effectively. Therefore, miniaturization processes are often limited. In this work, the class of oxyimides - specifically oxyimide esters and oxyimide ethers - is investigated as synergists and stand-alone flame retardants in the mentioned plastics and their mechanism of action is highlighted. For analysis, UL94 fire testing is extended with an infrared camera and this novel method is further developed. Oxyimides show signs of radical generation in their thermal profiles and lead to a glass-like protective layer in polyamide 6, which significantly shortens the fire duration as well as reduces burning droplets even at low concentrations. Oxyimides are therefore suitable as stand-alone flame retardants in the engineering plastics examined.

English
Uncontrolled Keywords: Flammschutz, UL94, Oxyimide, Infrarotkamera
Status: Publisher's Version
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-238075
Classification DDC: 500 Science and mathematics > 500 Science
500 Science and mathematics > 540 Chemistry
600 Technology, medicine, applied sciences > 660 Chemical engineering
Divisions: 07 Department of Chemistry > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
Date Deposited: 30 May 2023 12:11
Last Modified: 02 Jun 2023 12:34
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/23807
PPN: 508200369
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