Homogene Flammfestfasern
Projektleiter: Dr. Thomas Schulze
Projektnummer: BMWi / INNO-KOM - 49MF180095
Laufzeit: 01.01.2019 bis 30.06.2021
Aufgabenstellung
Das Ziel der F&E-Arbeiten bestand in der Erarbeitung einer Technologie zur homogenen, waschbestständigen Einbringung und Anbindung von Polymeren mit hoher Aminofunktionalität an cellulosische Fasern/Filamente unter Umgehung der bislang üblichen heterogenen Prozessführung. Diese Additive sollen der cellulosischen Faser bereits selbst flammhemmende Eigenschaften verleihen bzw. die Immobilisierung weiterer flammhemmender Zusätze ermöglichen.
Ergebnisse
Im Rahmen der F&E-Aktivitäten wurden Cellulosefasern mit stark verzweigten, physikalisch angebundenen Polyethyleniminen (PEI) erhalten. Diese konnten durch nachträgliche chemische Vernetzung waschbeständig ausgerüstet werden und zeigen bei einem mittleren PEI-Gehalt von 20 % gegenüber unausgerüsteten Cellulosefasern eine bereits deutlich gesteigerte Flammfestigkeit (gemessen als Lower Oxygen Index (LOI) nach ISO 4589 : 2017-11). Durch eine zusätzliche Anbindung von z.B. 3 bis 4 % Zink-Ionen wird der LOI-Wert nochmals bis in den Bereich von m-Aramiden (LOI : 28 -30) angehoben.
Als besonders vorteilhaft hat sich die homogene Fahrweise im Spinnprozess erwiesen, da sich Polyethylenimine in den Cellulosespinnlösungen vollständig lösen und somit ansonsten notwendigen Pulveraufbereitungen (Mahlen, Sichten) entfallen. Nachvernetzte Polyethylenimine werden in 30 Standardwäschen nur zu etwa 20 bis 30 % ausgewaschen und sind somit im textilen Verbund langzeitwirksam. Zugleich erleichtern sie durch ihre, gegenüber den OH-Gruppen der Cellulose, wesentlich reaktiveren Aminogruppen die Möglichkeiten der kovalenten Anbindung aktiver Substanzen deutlich.
