Im Märchen von den drei kleinen Schweinchen hielt das Backsteinhaus des dritten Schweinchens dem stürmischen Atem des Wolfes stand. Hätte es im Wald einen Waldbrand gegeben, wäre es dem Backsteinhaus auch besser ergangen als den Häusern aus Holz und Stroh, die die Brüder des Schweins gebaut hatten. Im Übrigen hätte es sich besser gehalten als die meisten modernen Häuser.
Heutige Häuser aus Holzwerkstoffen und voller synthetischer Materialien brennen heißer und schneller als Häuser, die vor einigen Jahrzehnten gebaut wurden. Dies kann zu verheerenden Verlusten an Eigentum und Leben führen, da immer mehr Menschen näher an Naturgebieten bauen und urbane Wildtierschnittstellen voller Bäume und anderer brennbarer Materialien entstehen.
Flammschutzmittel, die die Verbrennung verhindern und verlangsamen, verschaffen Menschen wertvolle Minuten zur Flucht oder zum Eintreffen von Hilfe, bevor sich ein kleiner Brand in ein tosendes Feuer verwandelt. Leider stellen einige dieser Chemikalien ein Risiko für die menschliche Gesundheit dar-sie werden mit Krebs, neurologischen Schäden und Hormonstörungen in Verbindung gebracht-und für die Umwelt. Seit Anfang der 2000er Jahre sind einige Flammschutzmittel in vielen Ländern verboten und vom Markt genommen worden. Das stoppt ihre illegale und legale Verwendung weltweit jedoch nicht. Neue Chemikalien, die an ihre Stelle treten, können manchmal ähnliche Risiken bergen, werden aber aufgrund unzureichender Tests und unterschiedlicher Vorschriften weiterhin verwendet.
Im Gegensatz zu Waldbränden entwickelt sich die Industrie für Flammschutzmittel langsam. „Einige Technologien, die heute im Einsatz sind, waren schon vor 20 Jahren im Einsatz“, sagt Alexander B. Morgan, Chemiker und Brandschutzforscher an der University of Dayton. „Flammschutzmittel sind heute besser als in den 90er-Jahren, aber es gibt noch viel Raum für Verbesserungen.“
Forscher auf der ganzen Welt präsentierten ihre neuesten Entwicklungen {{0}von Flammschutzmitteln zum Aufsprühen-auf Wasserbasis- bis hin zu solchen, die aus Abfällen der Weinindustrie und Samenschalen hergestellt werden-auf dem 20. Europäischen Treffen zu feuerhemmenden Polymermaterialien, das Anfang Juni in Madrid stattfand.
Es ist nicht einfach, ein Flammschutzmittel zu finden, das den Brand-, Gesundheits- und Umweltsicherheitsstandards entspricht. Jedes Material-Baumwolle, Sperrholz und jedes der Dutzenden synthetischer Polymere-brennt anders und benötigt eine einzigartige flammhemmende Chemie. Oft gibt es keine harmlose Option, die Feuer widersteht, ohne die Leistung des Polymers zu beeinträchtigen.
„Sie möchten Flammschutzmittel wirksamer machen, sodass Sie weniger davon benötigen, um die vorteilhaften Eigenschaften des Polymers nicht zu verändern“, sagt Jaime Grunlan, Maschinenbauingenieur an der Texas A&M University. „Man möchte sehr effektiv sein und dabei möglichst wenig Toxizität verursachen. Es ist kompliziert, aber das ist der Traum.“
Flammschutzmittel sind nicht neu. Vor Tausenden von Jahren begann der Mensch, Asbest zur Herstellung feuerfester Tontöpfe und Textilien zu verwenden. Die alten Ägypter versetzten Holz mit Aluminiumsalzen, um seine Verbrennungsgeschwindigkeit zu verlangsamen. Natürliche Materialien wie Wolle, Seide und Leder, die der Mensch seit Jahrhunderten verwendet, widerstehen von Natur aus der Verbrennung.
Die Umstellung der Gesellschaft auf synthetische Materialien steigerte den Bedarf an komplexen, flammhemmenden Chemikalien. Heutzutage sind zwischen 150 und 200 kommerzielle Flammschutzmittel erhältlich. Sie werden in Elektronik, Möbelschaum, Isolierungen, Farben, Textilien, Drahtummantelungen und vielen anderen Produkten verwendet. Laut Pinfa (Phosphorus, Inorganic and Nitrogen Flame Retardants Association), einem globalen Konsortium aus über 40 Herstellern und Anwendern von Flammschutzmitteln, werden weltweit etwa 3,5 Millionen Tonnen Flammschutzmittel pro Jahr verwendet, und 85 % davon fließen in Kunststoffe.
Die Hauptaufgabe eines Flammschutzmittels besteht darin, die Rückkopplungsschleife zwischen Brennstoff und Sauerstoff zu stoppen, um das Feuer auszuhungern. Einige setzen Inertgase wie Stickstoff frei, um den Sauerstoff in der Flamme zu verdünnen. Intumeszierende Systeme bilden eine Kohleschicht, die verhindert, dass Sauerstoff an das brennbare Material gelangt.
Die ersten modernen Flammschutzmittel basierten auf bromierten und chlorierten organischen Molekülen, deren Wirkung darin bestand, freie Radikale abzufangen, die für die Verbrennung von entscheidender Bedeutung sind. Nachdem sie wegen ihrer Toxizität von Gesundheits- und Umweltverbänden angeprangert wurden, wurden einige halogenierte Verbindungen in der Europäischen Union und in einigen US-Bundesstaaten Beschränkungen unterworfen.