Ziel des Vorhabenes war die Darstellung neuartiger Wirt-Gast-Komplexe (CDp) aus nativen oder chemisch modifizierten Cyclodextrinen (CD) und Phosphor- bzw. Phosphor-Stickstoff-Verbindungen, vorzugsweise Phosphorsäurederivaten (PSD). Die Komplexe sollen als umweltfreundliche und leistungsfähige, weitestgehend biobasierte und wasserlösliche Flammschutzmittel zur Flammhemmung wässriger Holzbeschichtungssysteme oder als Flammschutzimprägnierungen eingesetzt werden. Es wurden grundlegende Untersuchungen zur Darstellung, Struktur und Eigenschaften von CDDerivaten und CDp durchgeführt. Wirkung und Wirkmechanismen nativer CD, CD-Derivate und CDp, deren Verarbeitungseigenschaften und Applikationsmöglichkeiten sowie die diese Eigenschaften beeinflussenden Faktoren (z.B. chemische Struktur, Wechselwirkungen mit Substraten) wurden ermittelt sowie ihre Anwendung als flammhemmende Komponente in wässrigen Imprägnierungen und Beschichtungen für lignocellulose Materialien untersucht. Folgende Ergebnisse konnten erzielt werden:
■ Entwicklung von Syntheserouten zur Darstellung von CDp-Komplexen aus nativem CD, Methyl-CD, Hydroxypropyl-CD, CD-Phosphaten und Arylphosphaten/-phosphonaten;
■ Erkenntnisse zu Struktur-Eigenschaftsbeziehungen der CD, CD-Derivate und CDp, zu deren Wirkung und Wirkmechanismen hinsichtlich Flammschutz;
■ Entwicklung flammhemmender wässriger Imprägnierungen und Beschichtungsformulierungen mit definierten Anteilen an CD-Derivaten und CDp;
■ Entwicklung von mit CD-Derivaten und CDp ausgestatteten flammgehemmten Furnieren, furnierten Materialverbunden und lignocellulosefaser-basierten Materialien mit gegenüber konventionellen Produkten teils verbesserten Brandeigenschaften.
Die CD-Derivate und erzeugten CDp bewirken aufgrund ihrer flammhemmenden funktionellen Gruppen bzw. Wirkstoffe eine signifikante Verbesserung des Brandverhaltens wässriger Holzbeschichtungen, entsprechend imprägnierter bzw. beschichteter Furniere und furnierter Werkstoffverbunde. Im Hinblick auf die Verträglichkeit der CD-Derivate und CDp-Komplexe mit Beschichtungsstoffen, deren Bindemitteln bzw. Hilfsstoffen sowie der Dispergierfähigkeit/Löslichkeit von CD-Derivaten und CDp in wässrigen Systemen besteht weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Zukünftige Entwicklungsarbeiten zielen auf die Synthese von CD-Derivaten/CDp-Komplexen mit Löslichkeiten > 500 g L-1 und höheren Gastanteilen ab.
