Die Dissertation von Michael Luksin, das Ergebnis einer kooperativen Promotion an der Universität Siegen und der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL), zeigt, dass halogenfreie Flammschutzsysteme auf Basis von Phosphor und Schwefel eine vielversprechende und nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen halogenhaltigen Additiven für Polystyrolschaumstoffe sein können.
Luksin untersuchte in seiner Forschungsarbeit neuartige Flammschutzsysteme, die einen vergleichbaren Brandschutz wie herkömmliche halogenhaltige Systeme bieten, jedoch bei Bränden weniger korrosive oder umweltbelastende Abbauprodukte freisetzen. Dieses Ziel erreichte er mit der Entwicklung und Prüfung eines Phosphor-Schwefel-Systems (P-S-System).
Dabei wurde deutlich, dass die Flammschutzeffizienz des P-S-Systems maßgeblich durch die Gesamtmenge an Phosphor bestimmt wird. Die genaue chemische Form der Phosphor-Verbindungen spielt hingegen nur eine untergeordnete Rolle – was die Auswahl und Kostenplanung in der Entwicklung vereinfacht.
Darüber hinaus konnten neue Styrol-Copolymere, also modifizierte Kunststoffe auf der Basis von Polystyrol, die flammhemmende Eigenschaften haben, entwickelt werden, die ein vielversprechendes Potenzial aufweisen. Analysen zum Mechanismus zeigten, dass der Flammschutz auf zwei Wegen funktioniert: Zum einen verändert sich beim Erhitzen die Zersetzung des Materials so, dass die Fließfähigkeit der Schmelze erhöht wird, wodurch flammhemmende Stoffe im Material frühzeitiger wirken können. Zum anderen greifen reaktive Schwefelverbindungen in die Brandreaktionen in der Luft ein. Diese kombinierten Effekte reduzieren die Brennbarkeit deutlich.
Forschung mit Praxisrelevanz
Die Dissertation hat hohe Praxisrelevanz: Vor dem Hintergrund verschärfter gesetzlicher Vorlagen und eines wachsenden Bedarfs an umweltfreundlichen Materialien ist die Entwicklung sowohl für Industrie als auch für die Gesellschaft insgesamt von großer Bedeutung. Darüber hinaus liefert die Dissertation fundamentale Erkenntnisse zu den zugrunde liegenden Struktur-Eigenschafts-Zusammenhängen und Wirkmechanismen dieser neuartigen Flammschutzsysteme.
Prof. Dr. Sabine Fuchs, Betreuerin der Dissertation an der HSHL aus dem Lehrgebiet „Chemie und Materialwissenschaften“ beschreibt die Ergebnisse der Forschungsarbeit von Michael Luksin als sehr gewinnbringend: „Die Arbeit mündete bereits in drei erteilten Patenten und liefert Grundlagenwissen, das eine gezielte Weiterentwicklung ermöglicht. Zentrale Erkenntnisse der Dissertation fließen an der HSHL bereits in ein weiteres laufendes Promotionsprojekt ein.“
Die Dissertation mit dem Titel „Entwicklung, Charakterisierung und Prüfung von neuartigen Polystyrol-Rezepturen mit reduziertem Brandverhalten“ wird zu einem späteren Zeitpunkt über die Bibliothek der Universität Siegen veröffentlicht.