Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Substitution von \u00f6kologischen bedenklichen halogenhaltigen Wirkstoffen von Feuerl\u00f6schmitteln wie Fluortenside und Halone bei gleichzeitigem Erhalt der hohen L\u00f6schwirkung ist von internationalem Interesse. Ziel der zweigeteilten Forschungsarbeiten war die Entwicklung von neuen halogenfreien Wirkungsprinzipien f\u00fcr Feuerl\u00f6schmittel auf Basis von spezielle tensidischen Sulfobetainen sowie Polymer-Tensid-Komplexen mit hoher Grenzfl\u00e4chenaktivit\u00e4t in geeigneten Formulierungen (L\u00f6schmitteln), deren Charakterisierung und Pr\u00fcfung der L\u00f6schwirkung.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wurden theoretisch abgeleitete Molek\u00fclmodelle im Laborma\u00dfstab synthetisiert, gereinigt und charakterisiert. Anschlie\u00dfend werden daraus \u00f6kologisch g\u00fcnstige Formulierungen als L\u00f6schmittelproben bereitet und ihre L\u00f6schwirkung in standardisierten Pr\u00fcfungen des mitwirkenden Institutes der Feuerwehr Heyrothsberge gepr\u00fcft.
\nDie weitere Bearbeitung erfolgte \u00fcber die Stufen Technikum und Pilotanlagen, wobei f\u00fcr die Synthese der Wirkstoffe und f\u00fcr die Formulierungen erfolgsorientierte R\u00fcckkopplung zwischen den Kooperationspartnern ablief, so dass am Ende optimiert gepr\u00fcfte, in die Produktion \u00fcberf\u00fchrbare Feuerl\u00f6schmittel stehen.
\nEine Arbeitsrichtung l\u00e4uft auf den Ersatz von Fluortensiden in AFFF-L\u00f6schmitteln hin, wobei durch tensidische Sulfobetaine und Komplexe aus Polymeren und den Tensiden eine spontane Spreitung der L\u00f6schmittel auf brennbaren organischen L\u00f6sungsmitteln zu erreichen war. Der zweite Arbeitsbereich betrifft Halonsubstitute, die durch die Bedeckung der Oberfl\u00e4chen von fein verteilten Wassertropfen mit Strukturen im Nanobereich durch leicht abbaubare Polymer-Tensid-Komplexe in Form von katalytisch wirkenden Zentren, reaktiven Gruppierungen und Hohlr\u00e4umen die L\u00f6schwirkung im Sinne der Halonsubstitution erreichen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die in handels\u00fcblichen AFFF-L\u00f6schmitteln (aqueous film forming foam) verwendeten halogenierten Kohlenwasserstoffe und deren Abbauprodukte werden inzwischen auf nationaler und internationaler politischer Ebene als sehr bedenklich eingestuft. Es wird \u00fcber ein Verwendungsverbot nachgedacht. Dies wird zuk\u00fcnftig den Einsatz unproblematischerer Wirksubstanzen erfordern.
\nDurch umfangreiche Synthesearbeiten wurden eine Reihe von ammoniumfunktionalisierten Siloxanen hergestellt, die in geringkonzentrierten w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen anhand umfangreicher physikalisch-chemischer Experimente (Oberfl\u00e4chenspannung, Grenzfl\u00e4chenaktivit\u00e4t, Spreitung, Schaumbildung) auf ihre Gebrauchswerteigenschaften hin untersucht wurden. Bei den Tests zeigte sich, dass die Substanzen ohne weitere Zusatzstoffe den bisher verwendeten Tensiden ebenb\u00fcrtige Eigenschaften bereitstellen. Al-lerdings verschlechtern sich die Gebrauchswerteigenschaften bei Zusatz von Zuschlagstoffen oder weiteren marktg\u00e4ngigen Tensiden zum Teil erheblich. Umfangreiche Formulierungsarbeiten f\u00fchrten zu brauchbaren verd\u00fcnnten w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen, die auch im Brandversuch getestet wurden.
\nDie L\u00f6scheigenschaften erreichten noch nicht die Leistung guter AFFF-L\u00f6schmittel, zeigten jedoch g\u00fcnstigere Eigenschaften als markt\u00fcbliche Mehrbereichsschaummittel. Bis zur endg\u00fcltigen Einsatzreife eines das vollst\u00e4ndige Potential der neuen Strukturen ausnutzenden L\u00f6schmittels sind aber in Zusammenarbeit mit am Markt etablierten Firmen weitere Formulierungsuntersuchungen erforderlich. Erste sondierende Gespr\u00e4che mit Interessenten werden derzeit gef\u00fchrt.
\nDurch reproduzierbare Synthesen im Technikumsma\u00dfstab konnte der in den Kleinreaktionen beschrittene Syntheseweg erfolgreich best\u00e4tigt werden. Es wurden die Reaktionen im Laborma\u00dfstab geringf\u00fcgig ver\u00e4ndert und dahingehend vereinfacht, dass wichtige Vorstufen als Eintopfreaktion synthetisiert und ohne weitere Aufreinigung eingesetzt werden k\u00f6nnen. Praktikable Ans\u00e4tze f\u00fcr In-Prozess-Analysen und Reinheitskontrollen mittels Chromatographie wurden erarbeitet.
\nDurch den erfolgreichen Aufbau und Inbetriebnahme von Apparaturen im Technikumsma\u00dfstab bis zu 100 l Ansatzgr\u00f6\u00dfe sind die Industriepartner in der Lage, auch f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Versuche, z. B. mit Handfeuerl\u00f6schern, kurzfristig eine gr\u00f6\u00dfere Menge der ben\u00f6tigten Substanzen aus marktverf\u00fcgbaren Edukten her-stellen zu k\u00f6nnen.
\nDie Entwicklung eines Zusatzes zu Steigerung der L\u00f6schwirkung von verspr\u00fchtem Wasser konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Die entwickelten Verbindungen zeigen in Konzentrationen von 1 Massen-% eine deutliche Steigerung der L\u00f6schwirkung von Wassertropfen. Diese Steigerung wird vor allem dann deutlich, wenn der Impuls der Wassertropfen nicht mehr sehr gro\u00df ist und die Eindringtiefe der Wasser-tropfen in die Flammen sich verringert. Die umwelttoxikologische Betrachtung sch\u00e4tzt die Haloner-satzstoffe als unbedenklich ein, w\u00e4hrend die Schaummittel durch ihren Tensidcharakter erwartungsge-m\u00e4\u00df nicht in allen Punkten als unbedenklich eingestuft werden k\u00f6nnen.
\nDie Arbeiten zur Entwicklung umweltfreundlicher Volumen- und Schauml\u00f6schmittel konnten im Rahmen der Gesamtarbeits- und Zeitplanung mit Erfolg zu Ende gef\u00fchrt werden. Wichtige Inhalte der urspr\u00fcngli-chen Projektstudien wurden erfolgreich umgesetzt und somit ein guter Ansatz f\u00fcr eine Markteinf\u00fchrung erarbeitet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse wurden in Fachkreisen auch \u00fcber die Projektpartner verbreitet.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Projektteil Schauml\u00f6schmittel konnten halogenfreie Tenside entwickelt werden, deren Wirksamkeit an die der bisherigen fluorierten Substanzen heranreicht. Die Einarbeitung in Formulierungen zu einem verkaufsf\u00e4higen Produkt konnte noch nicht vollst\u00e4ndig gel\u00f6st werden, die Arbeiten sollten in Zusammenarbeit mit am Markt etablierten L\u00f6schmittelherstellern fortgef\u00fchrt werden.
\nIm Projektteil Halonersatzstoffe konnten \u00f6kotoxikologisch unbedenklich einzustufende wirksame Substanzen entwickelt werden, die die L\u00f6schwirkung von Wassernebeln deutlich verbessern und damit als Ersatz f\u00fcr Halone infrage kommen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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