Selbstverlöschende, intumeszierende Polyurethan-triazole als halogenfreie flammhemmende Materialien durch die Bulk-Polymerisation von Azid-Alkinen
Forschende fanden heraus, dass die neu entwickelten phosphorhaltigen Poly(urethane-triazole) (P-PUTs) exzellente flammhemmende Eigenschaften aufweisen, da sie sich nach Entfernung der Flamme selbst löschen.
In einer neuen Studie wurde eine unerforschte Klasse von nicht halogenierten, selbstverlöschenden und intumeszierenden phosphorbasierten Poly(urethan-triazolen) (P-PUTs) durch die Bulk-Polymerisation von Azid-Alkinen, insbesondere in Abwesenheit eines Katalysators, hergestellt. Eine Reihe von Azid-funktionalisierten Urethanmonomeren (Tetraazide) wurden durch die Reaktion von 1,3-Diazidopropan-2-ol mit häufig verwendeten, aber strukturell unterschiedlichen Diisocyanaten synthetisiert, nämlich aliphatischen, alicyclischen und aromatischen. Gleichzeitig wurde ein Dialkin, Phenyl-di-prop-2-in-yl-phosphonat, synthetisiert und co-polymerisiert mit diesen Urethan-Tetraziden durch Massenpolymerisation bei 80 °C. Die Aushärtungskinetik der Polymerisation wurde durch differenzielle Scanning-Kalorimetrie (DSC) unter nicht-isothermen Bedingungen mit verschiedenen Heizrampen überwacht.
Veranstaltungstipp: Polyurethane
Das FARBE UND LACK // Webinar am 19. Nov 2024 vermittelt Ihnen, warum Polyurethanlacke sich als hochwertige Beschichtungen etabliert haben. Sie lernen welche Polyisocyanate und welche Polyole momentan relevant sind und wie sie das Lacksystem beeinflussen. Auch die Unterschiede, die bei der Formulierung von 1K, 2K sowie wässrigen oder lösemittelhaltigen Polyurethansystemen zu beachten sind, werden vermittelt. Abgerundet wird das Programm durch die Vermittlung von Tipps zu Dual-Cure- und Hybridsystemen.
Das thermische Verhalten sowie die elementaren und morphologischen Eigenschaften der synthetisierten P-PUTs wurden umfassend mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA), Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (FE-REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) untersucht. Die flammhemmenden Eigenschaften von P-PUTs wurden durch den UL-94-Vertikalbrenntest, den Sauerstoffgrenzwert (LOI) und den Entflammbarkeitstest im Labormaßstab bewertet. Es wurde festgestellt, dass alle P-PUT-Zusammensetzungen unmittelbar nach dem Entfernen der Flamme selbstverlöschend sind und eine V-0-Bewertung von UL-94 V aufweisen. Der LOI-Wert (Vol.-%) beträgt 26,3 %, 28,2 % bzw. 29,0 % für H2P-PUT, I2P-PUT und T2P-PUT, und die entsprechenden Verkohlungsausbeuten betrugen 26,03 Gew.-%, 25,76 Gew.-% und 39,58 Gew.-% bei einer deutlichen Intumeszenz. Abgesehen davon können die Filme mit einer Transparenz von 96,5 %, 96,7 % und 94,3 % im sichtbaren Wellenlängenbereich für H2P-PUT, I2P-PUT bzw. T2P-PUT diese P-PUT-Materialien möglicherweise als feuerhemmende Deckschichten auf Holzsubstraten attraktiv machen.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 188, März 2024, 108228