Forskere udvikler brandhæmmende belægninger med vedvarende materialer

Texas A&M University-forskere udvikler en ny slags flammehæmmende belægning ved hjælp af vedvarende, ugiftige materialer, der let findes i naturen, som kunne give endnu mere effektiv brandsikring af flere meget anvendte materialer.

Dr. Jaime Grunlan, Linda &Ralph Schmidt '68 professor ved J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering ved Texas A&M, ledet den nyligt offentliggjorte forskning, der er omtalt på forsiden af ​​et nyligt nummer af tidsskriftet Avancerede materialegrænseflader .

Succesfuld udvikling og implementering af belægningen kunne give bedre brandbeskyttelse af materialer, herunder polstrede møbler, tekstiler og isolering.

"Disse belægninger giver mulighed for at reducere brændbarheden af ​​polyurethanskummet, der bruges i en række forskellige møbler i de fleste menneskers hjem, " bemærkede Grunlan.

Projektet er et resultat af et igangværende samarbejde mellem Grunlan og en gruppe forskere ved KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, Sverige, ledet af Lars Wagberg. Gruppen, som har specialiseret sig i at bruge nanocellulose, forsynede Grunlan med de ingredienser, han havde brug for til at supplere hans vandbaserede belægningsprocedure.

I naturen, både cellulosen – en bestanddel af træ og forskellige havdyr – og ler – en bestanddel i jord- og klippeformationer – fungerer som mekaniske forstærkninger for de strukturer, de findes i.

"Det unikke i denne aktuelle undersøgelse ligger i brugen af ​​to naturligt forekommende nanomaterialer, ler nanoplader og cellulose nanofibriller, " sagde Grunlan. "Så vidt vi ved, disse ingredienser er aldrig blevet brugt til at lave en varmeafskærmende eller flammehæmmende belægning som en flerlags tynd film aflejret fra vand."

Blandt fordelene ved at bruge denne metode kan nævnes belægningens evne til at skabe en fremragende iltbarriere til plastfilm - almindeligvis brugt til fødevareemballage - og bedre brandbeskyttelse til en lavere pris end andre, mere giftige ingredienser traditionelt brugt flammehæmmende behandlinger.

For at teste belægningerne, Grunlan og hans kolleger påførte det fleksible polyurethanskum - ofte brugt i møbelpuder - og udsatte det for ild ved hjælp af en butan-brænder for at bestemme beskyttelsesniveauet, som forbindelserne gav.

Mens ubelagt polyurethanskum straks smelter, når det udsættes for flammer, skummet behandlet med forskernes belægning forhindrede branden i at beskadige længere end overfladeniveau, efterlader skummet nedenunder ubeskadiget.

"Nanobrick vægstrukturen af ​​belægningen reducerer temperaturen, som det underliggende skum oplever, som forsinker forbrændingen, " sagde Grunlan. "Denne belægning tjener også til at fremme isolerende kuldannelse og reducerer frigivelsen af ​​dampe, der nærer en brand."

Med undersøgelsen afsluttet, Grunlan sagde, at næste skridt for det overordnede flammehæmmende projekt er at omdanne metoderne til industrien for implementering og videreudvikling.