Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe - Wie beeinflussen Flammschutzmittel die Rauchgaszusammensetzung im Brandfall?

Der steigende Einsatz von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (Wood Plastic Composite, WPC) erfordert das Wissen um seine spezifischen Eigenschaften, insbesondere dem Brandrisiko. Dabei können Flammschutzmittel die Entflammbarkeit, Wärmeabgabe und die Brandausbreitung des Materials verringern. Deshalb sind der gezielte und effiziente Einsatz und die Kenntnis über die Wirkungsweise der Flammschutzmittel im WPC für den Brandschutz von enormer Bedeutung. Dazu gehört auch die Rauchentwicklung im Brandfall. Rauch beeinflusst aufgrund seiner Toxizität und seiner Sichttrübung die Fluchtmöglichkeit der betroffenen Personen. In der Rauchkammer nach ISO 5659-2 wird die Rauchentwicklung von flachen Werkstoffproben ermittelt. Die Rauchgastoxizität bzw. die Rauchgaszusammensetzung wird mithilfe der FTIR (Fourier Transformierte Infrarot)-Spektroskopie ermittelt. Frei werdende Partikel schädigen die Atemorgane und beeinflussen damit auch die Fluchtfähigkeit von Personen im Brandfall. Aussagen zur Partikelemission können mithilfe eines an die Rauchkammer gekoppelten Partikelanalysators getroffen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene flammgeschützte WPC-Systeme hinsichtlich ihres Rauchverhaltens in der Rauchkammer untersucht. Die Ergebnisse zu emittierten toxischen Gasen, Partikeln und zur Rauchentwicklung werden vorgestellt und in Abhängigkeit von den eingesetzten Flammschutzmitteln im WPC diskutiert.

Wood plastic composites: How do flame retardant influence the smoke gas composition in case of fire?
The increasing use of wood plastic composites (WPC) requires knowledge of its specific properties, in particular the risk of fire. Flame retardants can reduce the flammability and fire propagation of the material. Therefore, the efficient use and knowledge about the mechanism of flame retardants in WPC is of enormous importance for fire safety. This includes the smoke in case of fire. The smoke affects the escape time of persons who are exposed to it due to the smoke toxicity, light absorption and scattering properties. The specific optical density of smoke gases of WPC samples was determined by measuring the light transmission in the smoke density chamber according to ISO 5659-2. To evaluate toxicity, qualitative and quantitative determinations of the smoke gas composition are obtained by applying FTIR spectroscopy (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). To determine the particle emission, a particle analyser was coupled with the smoke density chamber. In this work different flame retardants were investigated regarding their mode of action depending on the type, amount and combination of flame retardants. The results of emitted toxic gases and particles are presented and discussed in the view of the used flame retardants in WPC's.