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om Pulver zum Schaum: Welche überraschende Wissenschaft steckt hinter der Vielfalt der Flammschutzmittel
Ein Flammhemmer ist eine Substanz, die dazu dient, die Ausbreitung von Feuer zu verlangsamen oder zu stoppen oder die Intensität von Flammen zu verringern. Dies geschieht normalerweise durch chemische Reaktionen, die die Entflammbarkeit des Kraftstoffs verringern oder seine Verbrennung verzögern. Flammschutzmittel können den Brennstoff auch durch physikalische Einwirkung oder endotherme chemische Reaktionen kühlen. Diese Produkte sind in Pulverform erhältlich und müssen vor der Verwendung mit Wasser gemischt werden. Sie können auch als Feuerlöschschaum und feuerfester Klebstoff verwendet und als Beschichtung oder Spray auf Objekte aufgetragen werden. Feuerverzögerungsmittel werden häufig bei der Brandbekämpfung eingesetzt. Diese Art von Produkten kann sowohl in der Luft als auch am Boden eingesetzt werden.
So funktioniert es
Im Allgemeinen verringern Flammschutzmittel die Entflammbarkeit eines Materials, indem sie die Flamme entweder physisch blockieren oder eine chemische Reaktion auslösen.
Physikalische Auswirkungen
Unter physikalischer Einwirkung kann dieser Prozess den Verbrennungsvorgang verzögern durch:
Kühlung: Bestimmte chemische Reaktionen können ein Material tatsächlich abkühlen.
Bildet eine Schutzschicht: verhindert die Entzündung darunterliegender Materialien.
Verdünnung: Einige Verzögerer setzen bei der Verbrennung Wasser und/oder Kohlendioxid frei.
Zu den häufig verwendeten Flammschutzmitteln gehören Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und einige spezielle Mischungen. Beim Erhitzen dehydriert Aluminiumhydroxid zu Aluminiumoxid, wobei Wasserdampf freigesetzt wird. Bei dieser Reaktion wird eine große Menge Wärme absorbiert, wodurch die Temperatur des hinzugefügten Materials sinkt und der Aluminiumoxidrückstand eine Schutzschicht auf der Oberfläche des Materials bildet.
Chemische Wirkung
Die Reaktion kann sowohl in der Gasphase als auch in der Festphase stattfinden:
Gasphasenreaktionen: Chemische Reaktionen in einer Flamme können durch Flammschutzmittel unterbrochen werden. Bei solchen Verzögerungsmitteln handelt es sich im Allgemeinen um organische halogenierte Mittel wie Halon und PhostrEx.
Festphasenreaktion: Einige Verzögerer zersetzen das Polymer, sodass es schmilzt und sich von den Flammen wegbewegt. Dadurch können bestimmte Materialien bestimmte Entflammbarkeitstests bestehen. Es ist jedoch nicht bekannt, ob die Brandsicherheit durch die Herstellung entflammbarer Kunststofftröpfchen verbessert wird.
Bei kohlenstoffbasierten Brennstoffen bilden feste Flammschutzmittel eine kohlenstoffhaltige Kohleschicht auf der Oberfläche des Brennstoffs, die schwerer zu verbrennen ist und den weiteren Verbrennungsvorgang verhindert. Darüber hinaus bewirken Brandverzögerer eine Ausdehnung hinter der schützenden Kohleschicht und sorgen so für eine bessere Isolierung. Derartige Produkte können als Additive für Kunststoffe sowie in Beschichtungen zum Schutz von Holz- oder Stahlkonstruktionen eingesetzt werden.
Zweck
Feuerlöschausrüstung
Schaum der Klasse A wird als Feuerhemmer in 2,5-Gallonen-APW- und CAFS-Feuerlöschern verwendet, um entstehende Busch- und Grasbrände durch die Schaffung einer Brandschneise unter Kontrolle zu bringen. Andere chemische Flammschutzmittel machen Brennstoffe der Klasse A und B unbrennbar und löschen Brände der Klasse A, Klasse B und einige Brände der Klasse D. Feuerhemmende Schlämme werden aus Flugzeugen abgeworfen, bevor ein Waldbrand ausbricht, um eine Entzündung zu verhindern. Feuerlöschmittel werden dagegen zum Löschen offener Flammen eingesetzt.
Oberflächenbeschichtung
Gegenstände können mit einem feuerhemmenden Mittel beschichtet sein. So werden beispielsweise Weihnachtsbäume mit Brandverzögerungsmitteln besprüht, die zur Brandgefahr werden, da die Bäume beim Austrocknen hochentzündlich werden. Um die Struktur vor einem Brand zu schützen, werden die Säulen und vertikalen Balken mit feuerhemmender Farbe beschichtet. In den USA schreiben die Wohnheimvorschriften die Verwendung dieser Produkte vor. In vielen Wohnheimen und älteren Schulgebäuden werden feuerhemmende Beschichtungen verwendet, insbesondere in historischen Gebäuden ohne Sprinkleranlage.
Waldbrandbekämpfung
Frühe Flammschutzmittel waren eine Mischung aus Wasser und Verdickungsmitteln, später wurden Borate und Ammoniumphosphate hinzugefügt. Typischerweise werden Feuerhemmer aus Flugzeugen abgeworfen oder von Bodenteams am Rand von Waldbränden ausgebracht, um die Ausbreitung des Feuers zu verlangsamen und den Bodenteams Zeit zum Löschen der Flammen zu geben.
Brandbekämpfung aus der Luft: Brandbekämpfung aus der Luft ist eine Methode zur Bekämpfung von Waldbränden unter Einsatz von Luftfahrzeugen, darunter Starrflügelflugzeuge und Hubschrauber.
Luftlöschteams, sogenannte Smoke Jumper und Rappel Teams, werden per Fallschirm oder Abseilen aus verschiedenen Flugzeugen abgesetzt und verwenden dabei Chemikalien wie Wasser, Wasserverbesserer oder speziell formulierte Flammschutzmittel.
Anwendung von Textmaterialien
Bei Waldbränden eingesetzte Feuerhemmer sind in der Regel eine Mischung aus Wasser und Chemikalien, die den Bereich befeuchten und die Ausbreitung des Feuers in der Vegetation chemisch verlangsamen sollen. Solche Produkte sind oft getönt, um die Visualisierung des Anwendungsbereichs aus der Luft zu erleichtern. Produkte auf der Basis ungiftiger und biologisch abbaubarer Flammschutzmittel, die bei Verwendung auf US-Bundesgebieten Waldbrände verhindern, müssen in die Liste qualifizierter Produkte des U.S. Forest Service aufgenommen werden.
Umwelt- und Gesundheitsrisiken
Obwohl die eingesetzten Waldbrandhemmer als ungiftig gelten, können selbst wenig giftige Verbindungen bei Kontakt mit großen Mengen ein Risiko darstellen. Viele der verwendeten Flammschutzmittel setzen beim Verbrennen Dioxine und Furane frei, Chemikalien, die für Fische und Wildtiere giftig sind. Der U.S. Forest Service ist die Behörde, die die Auswirkungen von Flammschutzmitteln auf die Wildnissysteme Amerikas überwacht und untersucht.
Langfristiger Kontakt mit diesen Chemikalien kann Krebs oder Hautkrankheiten verursachen und eine mögliche Umweltverschmutzung stellt auch ein Sicherheitsrisiko dar.
Da die Brandbekämpfung aus der Luft immer häufiger erfolgt, besteht das Risiko, dass diese giftigen Chemikalien Boden und Wasser verunreinigen und in den menschlichen Körper gelangen. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit langfristiger gesundheitlicher Probleme wie Atemwegserkrankungen oder anderer gesundheitlicher Risiken. Diese Fragen haben die Menschen dazu veranlasst, darüber nachzudenken, wie wir angesichts der technologischen Entwicklung die Sicherheit unserer Umwelt und die menschliche Gesundheit gewährleisten können.
