Im Zuge des aktuellen PFAS-Beschränkungsfahrens der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) geraten poly- und perfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), die auch als ‚Ewigkeitschemikalien‘ bezeichnet werden, zunehmend unter Druck. Das Verbundprojekt ,CompoPFAS‘ soll helfen, die Wirkweise von fluorhaltigen Additiven zu verstehen und die nötigen Grundlagen zur Entwicklung neuartiger flammgeschützter Compounds legen. Der Ausgang möglicher Beschränkungen ist noch nicht vollständig absehbar. Dennoch wollen viele Anwender und Compoundeure bereits jetzt ‚PFAS-freie‘ Compounds entwickeln und anbieten.
Heute werden PFAS-haltige Additive vor allem im Bereich der Verarbeitungshilfsmittel sowie tribologischer und flammgeschützter Compounds eingesetzt. In diesen Anwendungen erfüllen die fluorhaltigen Additive bestimmte Funktionen und sind häufig schwer zu substituieren, oftmals sind Kompromisse unerlässlich.
Unabhängig davon, ob die PFAS nieder- oder hochmolekular sind, werden Substitute gefordert. Vielfach sind diese Substitutionen nicht 1:1 möglich, da das spezielle Eigenschaftsportfolio bzw. das chemisch-physikalische Verhalten der Fluorverbindungen für die entsprechende Wirkweise verantwortlich ist. Daher ist es das Ziel des hier vorgeschlagenen Verbundprojektes, die Wirkweise dieser fluorhaltigen Additive zu verstehen und die nötigen Grundlagen zur Entwicklung neuartiger flammgeschützter Compounds theoretisch und praktisch zu legen.
Projektschwerpunkte & Vorgehensweise
Nach umfassender Literaturrecherche in Bezug auf die wesentlichen Schwerpunkte der Teilnehmer werden aussichtsreiche Ansätze und Formulierungen abgeleitet, die in der folgenden Projektphase iterativ auf Wirksamkeit überprüft werden. Zudem erfolgen Untersuchungen zur Wirkweise der gefundenen Substitute im Vergleich zu ihren fluorhaltigen Pendants, um Struktur-Eigenschaftsbeziehungen ableiten zu können.
In bis zu vier aufeinanderfolgenden Compoundier- und Spritzgusskampagnen (à 12 Compounds) werden mögliche Zusammensetzungen im Vergleich zu fluorhaltigen Referenzen hergestellt und charakterisiert. Der Fokus liegt vor allem auf dem Brandverhalten nach UL-94, LOI, ggf. ergänzt durch Cone Kalorimetrie an ausgewählten Compounds und einzelne Zug-Dehnungs-Untersuchungen. Zur Abklärung der Wirkweise der Flammschutzmittel werden weitere Untersuchungen wie die thermogravimetrische Analyse (TGA) oder Mikroskopie (z.B. Rasterelektronenmikroskopie) eingesetzt.
Schließlich werden den Teilnehmern Handlungsempfehlungen zu möglichen Substituten, deren Bestandteilen, deren Wirkweise und möglichen Einschränkungen ausgesprochen.
