Onderzoekers van de Texas A&M University ontwikkelen een nieuw soort vlamvertragende coating met behulp van hernieuwbare, niet-toxische materialen die gemakkelijk in de natuur te vinden zijn, die een nog effectievere brandbeveiliging zou kunnen bieden voor verschillende veelgebruikte materialen.

Dr. Jaime Grunlan, de Linda &Ralph Schmidt '68 Professor in de J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering in Texas A&M, leidde het recent gepubliceerde onderzoek dat op de omslag van een recent nummer van het tijdschrift staat Geavanceerde materiaalinterfaces .

Een succesvolle ontwikkeling en implementatie van de coating zou een betere brandbeveiliging kunnen bieden aan materialen, waaronder gestoffeerde meubels, textiel en isolatie.

"Deze coatings bieden de mogelijkheid om de ontvlambaarheid van het polyurethaanschuim dat wordt gebruikt in een verscheidenheid aan meubels in de meeste huizen te verminderen, ’ merkte Grunlan op.

Het project is het resultaat van een voortdurende samenwerking tussen Grunlan en een groep onderzoekers van het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Zweden, onder leiding van Lars Wagberg. De groep, die gespecialiseerd is in het gebruik van nanocellulose, voorzag Grunlan van de ingrediënten die hij nodig had om zijn coatingprocedure op waterbasis aan te vullen.

In de natuur, zowel de cellulose - een bestanddeel van hout en verschillende zeedieren - en klei - een bestanddeel in bodem en rotsformaties - fungeren als mechanische versterkingen voor de structuren waarin ze worden gevonden.

"Het unieke van deze huidige studie ligt in het gebruik van twee natuurlijk voorkomende nanomaterialen, nanoplaatjes van klei en nanofibrillen van cellulose, " zei Grunlan. "Voor zover wij weten, deze ingrediënten zijn nooit gebruikt om een ​​hittebeschermende of vlamvertragende coating te maken als een meerlaagse dunne film afgezet uit water."

Een van de voordelen die het gebruik van deze methode oplevert, is het vermogen van de coating om een ​​uitstekende zuurstofbarrière te creëren voor plastic folies - die vaak worden gebruikt voor voedselverpakkingen - en een betere brandbeveiliging tegen lagere kosten dan andere, meer giftige ingrediënten traditioneel gebruikte vlamvertragende behandelingen.

Om de coatings te testen, Grunlan en zijn collega's pasten het flexibele polyurethaanschuim toe - vaak gebruikt in meubelkussens - en stelden het bloot aan vuur met een butaantoorts om het beschermingsniveau te bepalen dat de verbindingen boden.

Terwijl ongecoat polyurethaanschuim onmiddellijk smelt bij blootstelling aan vuur, het met de coating van de onderzoekers behandelde schuim verhinderde dat de brand verder dan het maaiveld aantastte, het schuim eronder onbeschadigd laten.

"De nanobakstenen wandstructuur van de coating vermindert de temperatuur die wordt ervaren door het onderliggende schuim, wat de verbranding vertraagt, " Zei Grunlan. "Deze coating dient ook om de vorming van isolerende verkoling te bevorderen en het vrijkomen van dampen die een brand voeden te verminderen."

Nu het onderzoek is afgerond, Grunlan zei dat de volgende stap voor het algehele vlamvertragende project is om de methoden over te brengen naar de industrie voor implementatie en verdere ontwikkeling.