Casein als nachhaltiges „grünes“ Flammschutzmittel
Forscher haben wässrige hybride Polyurethanbeschichtungen, die Casein als nachhaltiges Flammschutzmittel enthalten, durch verschiedene Syntheseverfahren dargestellt.
In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden wässrige Polyurethan (WPU)-Dispersionen für flammhemmende Beschichtungen hergestellt. Konkret wurden mit Alkoxysilan verkappte WPUs auf Polycaprolacton-Basis mit dem Aceton-Verfahren synthetisiert, und Casein wurde als umweltfreundliches und nachhaltiges Flammschutzmittel mit zwei verschiedenen Methoden (in situ und ex situ) hinzugefügt. Diese beiden Strategien ermöglichten es, die Auswirkungen der Polyurethan/Casein-Interaktion auf die endgültigen Eigenschaften der Dispersionen und Filme zu bewerten.
Casein verzögert die Verbrennung
Die Zugabe von Casein während der Synthese (in situ) führte zu einer kovalenten Bindung zwischen dem Polyurethan und dem Casein, wodurch sich die Partikelgröße deutlich erhöhte. Die Zugabe nach der Phaseninversion des WPU (ex situ) veränderte die Partikelgröße jedoch nicht. Zugversuche ergaben, dass die kovalente Bindung die Sprödigkeit des Materials im Vergleich zum Ex-situ-Ansatz erhöhte, was auf eine bessere Dispersion des Caseins im System zurückzuführen war. Die TGA-Ergebnisse zeigten, dass Casein die thermische Stabilität aller Beschichtungen erhöht, insbesondere derjenigen, die durch die Ex-situ-Methode erhalten wurden. Außerdem verzögerte das Casein die Verbrennung des Materials. Aufgrund ihrer Eigenschaften könnten diese Casein-WPU-Dispersionen daher potenziell als verbrennungshemmende Beschichtungen verwendet werden.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 174, Januar 2023, veröffentlicht.