Utvärdering av beständighet för miljövänliga flamskyddsmedel

Sammanfattning

Varje år omkommer omkring 90 personer i Sverige till följd av skador orsakade av bränder. Samtidigt beräknas samhällskostnaden för bränder uppnå flera miljarder kronor per år. För att hindra att brand uppstår samt förhindra spridningen av brand används flamskyddsmedel. Många traditionella flamskyddsmedel innehåller brom och är skadliga för både miljö och hälsa vilket gör att de inte tillverkas i Sverige längre. Nya miljövänliga flamskyddsmedel behöver därmed utvecklas och detta görs ofta genom att använda molekyler från naturen. Fytinsyra är ett ämne från naturen som gett mycket lovande resultat som miljövänligt flamskyddsmedel, både enskilt och kombinerat med andra ämnen. Problemet är dock att fytinsyra är mycket lösligt i vatten och enkelt tvättas bort från textilier. Syftet med detta arbete var därför att undersöka hur beständigheten kan förbättras för miljövänliga flamskyddsmedel baserade på fytinsyra. I denna studie applicerades dels enbart fytinsyra, adenin och kreatinin, dels kombinationer med de olika ämnena på bomullstyg. Försök gjordes med ett lager fytinsyra och ett lager adenin eller kreatinin, samt två lager fytinsyra med ett lager adenin eller kreatinin däremellan. För att jämföra med ett annat fosforbaserat flamskyddsmedel gjordes även försök med fosforsyra. I ett försök för att öka beständigheten genomfördes härdning av fytinsyran på en del av proverna. Provernas flamskyddsegenskaper bestämdes både före och efter tvätt genom flamtest samt analys med Mikrokalorimeter. Några viktiga parametrar som undersöktes var värmefrigivningshastighet, värmefrigivningskapacitet och total värmefrigivning. Resultaten visade att härdningen ledde till att mindre fytinsyra tvättas bort när adenin och kreatinin appliceras. Därmed kunde det konstateras att kemiska bindningar mellan bomullen och fytinsyran bildas under härdningen. När fosforsyran och fytinsyran jämfördes visade resultaten tydligt att fosforsyran gav sämre flamskyddsegenskaper och ledde till stora färgändringar av bomullen under härdningen. Försök med lägre koncentration fytinsyra gav också sämre resultat. De bästa flamskyddsegenskaperna observerades för härdade prover med två lager fytinsyra och ett lager kreatinin däremellan. Den bästa beständigheten observerades dock för härdade prover som kombinerade fytinsyra och adenin. Detta var väntat då adenin har fler möjligheter att bilda vätebindningar till fytinsyran. Det är dock viktigt att understryka att adenin är svårlösligt och kräver lägre pH för att nå höga koncentrationer. Detta begränsar möjligheten att öka koncentrationen av adenin under appliceringen. Kreatinin däremot går att lösa i vatten så att högre koncentrationer kan uppnås. Alla prover som tvättades antände under flamtest och visade även sämre flamskyddsegenskaper jämfört med de otvättade proverna. Resultaten visade dock att flamskyddsegenskaperna fortfarande var bättre än för den obehandlade bomullen. Slutsatsen är därmed att en förbättring av beständigheten hos miljövänliga flamskyddsmedel uppnåddes genom härdningen av fytinsyran då kemiska bindningar bildats med bomullen. För att nå tillräckliga flamskyddsegenskaper efter tvätt och hindra antändning behövs dock ännu bättre beständighet utvecklas. Kombination av fytinsyra med kreatinin visade bäst flamskyddsegenskaper medan kombination med adenin gav bäst beständighet och därmed anses båda dessa kombinationer intressanta för vidare forskning.