Titel: | Ueber Flammenschutzmittel. |
Autor: | Peter Lochtin |
Fundstelle: | Band 290, Jahrgang 1893, S. 231 |
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Ueber Flammenschutzmittel.
Von Peter Lochtin, techn. Chemiker.
Ueber Flammenschutzmittel.
In der technischen Literatur gibt es ziemlich viel Mittheilungen über
Flammenschutzmittel. Zum Auftragen auf Holz werden empfohlen: Alaun, Kochsalz,
Eisenvitriol, Potasche, Kalkmilch, Thon mit Wasser angerührt, Wasserglas, borsaure,
phosphorsaure und schwefelsaure Salze, Asbest; für Gewebe, Theaterdecorationen
u.s.w.: schwefelsaures Ammoniak 1 : 10 (Oppenheim und
Wersmann), wolframsaures Natron 1 : 6 (in England
unter dem Namen Lady's live preserver verkäuflich); phosphorsaures Natron. Da die
Ammoniaksalze das Glätten nicht vertragen, so existiren für Gewebe, die geglättet
werden sollen, ziemlich complicirte Vorschriften (von Kletzinsky, Patera, Hottin u.s.w.). In diesen Vorschriften werden noch
erwähnt: Zinkvitriol, schwefelsaure Magnesia, Chlorammonium, Ammoniakalaun,
phosphorsaurer Kalk, phosphorigsaures und kohlensaures Ammoniak, Kieselsäure,
Borsäure, Gyps. Als Zusätze zum Wasser bei dem Feuerlöschen werden vorgeschlagen:
Kochsalz, Thon (Glaser), Potasche (Kaiser), Alaun, Wasserglas, Eisenvitriol. In
Frankreich werden, um das Holz unentflammbar zu machen, ziemlich eigenthümliche
Mischungen angewendet, so z.B. eine Auflösung von schwefelsaurem Blei im neutralen
Tartrat, oder eine ammoniakalische Auflösung des Gemisches aus essigsaurem Kalk und
Chlorcalcium.Kick und Gintl. Techn. Wörterbuch, 13 d. V. S.
626. Meyer's Convers.-Lexicon, 13 d. VI. S. 209. Eneycl. chimique par W. Fremy, f. X.
Les fertiles pur M.
Carpontier, 1890 p. 533.
Aus dem Gesagten ist zu ersehen, dass Substanzen von ganz verschiedenem chemischem
Charakter als Flammenschutzmittel empfohlen oder angewendet werden. Aber so viel mir
bekannt, sind in der technischen Literatur über diesen Gegenstand keine
systematischen Untersuchungen, sondern nur zufällige, vereinzelte Mittheilungen
enthalten. Es ist nicht untersucht; welche von den genannten Substanzen die am
besten wirkenden sind, oder welche minimalen Dosen dieser Substanzen genügen, um den
Holzstoff unverbrennlich zu machen. Hinsichtlich einiger der erwähnten Substanzen
kann bezweifelt werden, dass man ihre Wirkung
überhaupt versuchte, da angestellte Versuche sogleich deren Unbrauchbarkeit
erwiesen haben würden (Kochsalz, Kalkmilch); andere wiederum können keine allgemeine
Anwendung finden, da sie stark sauer oder alkalisch reagiren (Alaun, Eisenvitriol,
Potasche, Kalkmilch). Dem Mangel an systematischen Untersuchungen in diesem Gebiete
ist es einerseits zuzuschreiben, dass man zu einem so theuren Mittel, wie es das
wolframsaure Natron ist, Zuflucht nimmt, obwohl uns viel billigere und besser
wirkende Substanzen zur Verfügung stehen, andererseits mag hierin der Grund für die
relativ geringe Anwendung von Flammenschutzmitteln im praktischen Leben zu suchen
sein.
Es schien mir deshalb nützlich, eine Untersuchung verschiedener Substanzen auf ihre
Fähigkeit, den Holzstoff unentflammbar zu machen, vorzunehmen. Ich habe etwa 50
Substanzen untersucht, wobei vorwiegend solche gewählt wurden, für deren Anwendung
in der Praxis keine wesentlichen Hindernisse, wie theure Preise, Giftigkeit, stark
alkalische oder saure Reaction, leichte Zersetzbarkeit u. dgl., bestehen.
Die Untersuchungen wurden auf folgende Weise ausgeführt: Aus dichtem Filtrirpapiere
(1000 qc = 8 g) wurden Streifen von 50 cm Länge und 5 cm Breite herausgeschnitten
und mit den betreffenden Lösungen getränkt. Die wässerigen Auflösungen der
Substanzen wurden meistens in den Stärken von 20, 15, 10, 5, 3,5, 2, 1 und 0,5 Proc.
hergestellt, wobei der Berechnung immer die wasserfreie Verbindung zu Grunde gelegt
wurde, um die Wirkung verschiedener Verbindungen besser vergleichen zu können. Die
mit den betreffenden Lösungen getränkten Papierstreifen wurden bei Zimmertemperatur
und alle auf gleiche Weise aufgehängt getrocknet. Das untere Ende der Streifen, wo
sich grössere Mengen der Lösung anhäuften, wurde nach dem Trocknen abgeschnitten.
Der obere Theil des Streifens wurde der Länge nach zusammengebogen und mit der Kerze
angezündet. Dabei hielt ich den Streifen jeweils wagerecht und mit dem Biegungsrande
nach unten.
Bei den Versuchen wurde beobachtet, ob die Streifen vollständig oder nur theilweise
verbrannten, ob sie verglimmten oder ob sich Flamme zeigte.
Daraus konnte geschlossen werden, ob die zum Imprägniren der Streifen verwendete
Substanz das Verbrennen verhindert, befördert oder sich indifferent verhält.
Ausserdem wurde bestimmt, welche minimalen Stärken der Auflösungen nöthig waren, um
die Unentflammbarkeit zu erzeugen.
Für viele der untersuchten Substanzen habe ich auch die minimalen relativen Mengen
(das Gewicht des Papiers = 100 gesetzt) bestimmt, die das Papier unverbrennlich
machen. Es wurde nämlich bemerkt, dass verschiedene Substanzen, obwohl in gleich
starken Lösungen angewendet, in verschiedener Menge von dem Papiere zurückgehalten
werden. Wie es scheint, ist diese Menge desto grösser, je schwerer löslich die
Substanz ist oder je leichter sie aus der Lösung auskrystallisirt. Leicht lösliche
Substanzen werden von dem Papiere fast in gleichen Mengen zurückgehalten.
Zunächst fragt es sich, welche Substanzen sind als Flammenschutzmittel geeignet. Es
ist ohne weiteres klar, dass es keine Substanz gibt oder geben kann, die beim
Imprägniren des Holzstoffes diesen vollkommen unveränderlich im Feuer macht (eine
lange Einwirkung des Feuers vorausgesetzt). Dies kann man vielmehr nur durch
ein Mittel erreichen: durch Isolirung des
Holzstoffes mit einer genügend dicken Schicht einer die Wärme schlecht leitenden
Substanz.
Als Flammenschutzmittel im eigentlichen Sinne sind vielmehr nur solche Körper zu
verstehen, welche verhindern, dass das Holz mit Flamme brennt oder glimmt, bezieh.
verhüten, dass ein Fortschreiten der Flamme oder des Glimmens vom Orte der
Entstehung des Feuers stattfindet.
Bei meinen Versuchen habe ich Lösungen nur bis 20 Proc. Gehalt angewendet. Schon bei
dieser Stärke vergrösserten einige Substanzen das Papiergewicht um etwa 100 Proc.
und bildeten auf dem Papiere eine dicke Schicht, die grösstentheils oberflächlich
lag und sich von dem Papiere leicht abtrennte.
In technischer Hinsicht interessirte mich insbesondere die Frage, ob es Substanzen
gibt, welche die specifische Eigenschaft haben, den Holzstoff unentflammbar zu
machen, die also als eigentliche Flammenschutzmittel gelten können, und worauf sich
ihre Wirkung gründet. Meine Untersuchung führte allerdings zu einer Anzahl solcher
Substanzen, sie ergab aber auch das unerwartete Resultat, dass es viele Substanzen
gibt (ausser den bekannten Verbindungen, die leicht Sauerstoff abgeben), die das
Verbrennen befördern. Ein mit phosphorsaurem Ammoniak getränkter Papierstreifen wird
im Feuer verkohlt, gibt aber keine Flamme und kein Glimmen. Dieses Salz macht also
den Holzstoff unverbrennlich. Hingegen brennt ein mit schwefelsaurem Natron
imprägnirter Papierstreifen mit grosser Flamme; wenn die letztere ausgeblasen wird,
so geht das Glimmen lebhaft vorwärts bis zum Ende des Streifens und es bleibt eine
weisse Asche zurück (es wird also die Kohle beim Glimmen vollständig verbrannt). Man
ist genöthigt, aus diesen Erscheinungen den Schluss zu ziehen, dass das
schwefelsaure Natron das Verbrennen befördert, sogar in solchen Fällen, wo keine
Flamme gebildet wird, sondern ein fortschreitendes Glimmen entsteht. Am reinen,
nicht imprägnirten Papier setzt sich das Glimmen nicht bis zum Ende des Streifens
fort.
Im Nachstehenden ist die Wirkung der einzelnen chemischen Verbindungen angegeben. Die
voranstehenden Zahlen bedeuten die Stärken der angewendeten Lösungen in Procenten
der wasserfreien Substanzen. Die bei den Angaben über die Flamme stehenden Zahlen
zeigen, auf welcher Länge des Streifens (in Centimetern) das Papier mit Flamme
verbrannte.
I. Wasserlösliche Substanzen.
Schwefelsaures Natron.
20. Verbrennt mit grosser Flamme bis zum Ende. Wenn die Flamme
ausgeblasen wird, so entsteht ein lebhaftes Glimmen, welches bis zum Ende geht,
hellgraue Asche.
15. Dasselbe. Wie auch bei 20, die ausgeblasene Flamme lodert
wieder auf.
10. Dasselbe.
5. Dasselbe. Das Glimmen weniger lebhaft.
Schwefelsaures Kali.
15. Dieselben Erscheinungen wie bei Na2SO4.
5. Dasselbe, das Glimmen scheint lebhafter vor sich zu gehen als
bei Na2SO4.
Schwefelsaures Ammoniak.
20. Keine Flamme, kein Glimmen, die Kohle schwarz.
15. 10. Dasselbe.
5. Dasselbe, ein unbedeutendes Glimmen.
3,5. Kleine, sogleich erlöschende Flamme, fast kein Glimmen.
2. Flamme etwa 2. Geringes Glimmen stellenweise, dunkelgraue
Kohle.
1. Brennt schwach bis zum Ende, weisse Asche.
Schwefelsaure Magnesia.
20. Fast keine Flamme, ein unbedeutendes Glimmen, schwarze
Kohle.
15. Flamme und Glimmen 1–2.
10. Dasselbe 3–4.
5. Verbrennt mit Flamme bis zum Ende.
Eisenvitriol.
8. Flamme 1,5, bis zum Ende gehendes Glimmen, ein röthlicher
Rauch, Asche dunkelroth.
6. Flamme 1,5, lebhaftes Glimmen bis zum Ende, rothe Asche,
rother Rauch.
3. Verbrennt vollständig mit Flamme, hellrothe Asche.
Zinkvitriol.
15. Keine Flamme, kein Glimmen.
10. Dasselbe.
5. Unbedeutende Flamme 1,5, kein Glimmen, schwarze Kohle.
2,5. Flamme 2–3, geringes Glimmen, Geruch nach SO2.
1. Verbrennt langsam bis zum Ende.
Kalialaun.
8. Unbedeutende Flamme, fast kein Glimmen, schwarze Kohle.
6. Dasselbe.
3. Flamme 3, langsam erlöschendes Glimmen, schwarze Kohle.
1,5. Verbrennt bis zum Ende.
Schwefligsaures Natron.
15. Keine Flamme, aber ein lebhaftes Glimmen bis zum Ende, weisse
Asche.
10. Dasselbe.
5. Verbrennt mit grosser Flamme bis zum Ende.
Unterschwefligsaures Natron.
20. Kleine gelbe Flamme bis zum Ende, lebhaftes Glimmen bis zum
Ende.
15. 10. 5. Dasselbe. Die Kohle in allen Fällen schwarz.
Kochsalz.
20. Flamme 3–5, kleines Glimmen, schwarze Kohle.
15. Verbrennt mit grosser Flamme bis zum Ende, ein bedeutendes
Glimmen.
10. 5. Verbrennt mit grosser Flamme und verglimmt lebhaft bis zum
Ende.
Chlorkalium.
20. Verbrennt mit Flamme fast bis zum Ende, verglimmt lebhaft bis
zum Ende, Kohle schwarz mit weissen Krystallen.
15. 10. 5. Verbrennen mit Flamme und Verglimmen bis zum Ende.
Chlorammonium.
20. Keine Flamme, kein Glimmen, schwarze Kohle.
15. 10. Dasselbe.
5. Unbedeutende Flamme und Glimmen.
3,5. Flamme 1, kleines Glimmen.
2. Dasselbe.
1. Verbrennt langsam bis zum Ende, ist aber sehr zum Auslöschen
geneigt.
Chlorcalcium.
20. Das Papier ist nass, keine Flamme, kein Glimmen, schwarze
Kohle.
15. 10. Dasselbe.
5. Das Papier ist trocken, fast keine Flamme und kein
Glimmen.
3,5. Flamme 1, kleines Glimmen.
2. Flamme 2, kleines Glimmen.
1. Verbrennt langsam bis zum Ende, ist sehr zum Auslöschen
geneigt, ein unbedeutendes Glimmen.
Chlormagnesium.
20. Das Papier stark feucht, keine Flamme, kein Glimmen, schwarze
Kohle.
15. 10. Dasselbe.
5. Das Papier ist trocken, Flamme 1, unbedeutendes Glimmen.
3,5. Flamme 2, kleines Glimmen, graue Asche.
2. Dasselbe.
1. Brennt fast bis zum Ende, ist aber zum Auslöschen geneigt.
Chlorzink.
10. Keine Flamme, kein Glimmen, schwarze Kohle.
5. Dasselbe, unbedeutendes Glimmen.
3,5. Flamme 1, kleines Glimmen.
2. Dasselbe.
1. Brennt bis zum Ende, ist aber zum Auslöschen geneigt, schwarze
Kohle.
Zinnsalz (SnCl2).
10. Keine Flamme, geringes Glimmen, graue Asche.
5. Keine Flamme, Glimmen etwa 2.
2. Brennt mit Flamme fast bis zum Ende, ist zum Auslöschen
geneigt.
Kohlensaures Natron.
20. Fast keine Flamme, aber ein lebhaftes Glimmen bis zum Ende,
graue Asche.
15. 10. 5. Dasselbe.
Kohlensaures Kali.
20. Keine Flamme, unbedeutendes Glimmen, die schwarze Kohle bläht
sich stark auf und fliesst vorwärts.
15. 10. Dasselbe.
5. Keine Flamme, die Kohle verglimmt aber vollständig.
4. Keine Flamme, das Glimmen geht lebhaft vorwärts bis zum Ende,
weisse Asche.
3. Dasselbe.
2. Flamme 2, lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
Phosphorsaures Natron.
15. Sehr kleine Flamme und geringes Glimmen, die Kohle schwarz mit
weissen Krystallen.
10. Grosse Flamme 2–4, ebenso langes Glimmen.
5. Verbrennt mit Flamme und verglimmt lebhaft bis zum Ende.
Phosphorsaures Kali.
15. Sehr kleine Flamme und geringes Glimmen, die Kohle schwarz mit
weissen Krystallen.
10. Grosse Flamme 2,5–4, ihr folgt Glimmen nach.
5. Verbrennt mit Flamme und verglimmt bis zum Ende.
Phosphorsaures Ammoniak.
15. Keine Flamme, kein Glimmen, die Kohle schwarz.
10. 5. Dasselbe.
3,5. Eine kleine blaugrüne Flamme 0,5–1, kein Glimmen.
2. Grünliche Flamme 2, kein Glimmen.
1. Brennt schwach mit grünlicher Flamme bis zum Ende, kein
Glimmen.
Borsaures Natron (Borax).
10. Keine Flamme, geringes Glimmen, die Kohle schwarz.
5. Keine Flamme, ziemlich lange dauerndes Glimmen.
3,5. Keine Flamme, ein ziemlich lebhaftes Glimmen 2–3 vorwärts.
2. Flamme 2–3, ebensolches Glimmen, schwarze Kohle.
1. Flamme 2–3, verglimmt bis zum Ende.
0,5. Verbrennt langsam bis zum Ende, die Kohle schwarz.
Borsäure.
10. Grüne Flamme 1–1,5, geringes Glimmen, schwarze Kohle.
5. Grüne Flamme 2–3, schnell erlöschendes Glimmen.
4. Grüne Flamme 3, wenig Glimmen.
3. Dasselbe. Die Flamme etwas länger.
2. Brennt mit grünlicher Flamme bis zum Ende, die Kohle ist
schwarz.
Kieselsaures Natron
(Wasserglas).
20. Kleine Flamme, langsam erlöschendes Glimmen.
15. Kleine Flamme 1, langsames Glimmen bis zum Ende.
10. Kleine Flamme, lebhaftes Glimmen bis zum Ende, dunkelgraue
Asche.
5. Flamme 1–1,5, sehr lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
Wolframsaures Natron.
10. Keine Flamme, lebhaftes Glimmen bis zum Ende, schwarze
Kohle.
5. Keine Flamme, lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
2,5. Flamme 2–3, lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
Wolframsaures Ammoniak.
10. Flamme 1–1,5, kein Glimmen.
5. Verbrennt mit Flamme bis zum Ende, nach dem Ausblasen der
Flamme lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
2,5. Dasselbe.
Zinnsaures Natron.
10. Keine Flamme, lebhaftes Glimmen bis zum Ende, Asche grau.
5. Keine Flamme, lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
Essigsaures Natron.
20. Keine Flamme, kein Glimmen, die Kohle bläht sich stark auf.
15. Dasselbe, Asche grau.
10. Dasselbe.
5. Flamme 2, sehr lebhaftes Glimmen bis zum Ende.
Essigsaures Kali.
20. Das Papier ist stark feucht, keine Flamme, kein Glimmen, die
Kohle bläht sich stark auf.
15. 10. Dasselbe.
5. Flamme etwa 2, langsames Glimmen bis zum Ende.
II. Wasserunlösliche Substanzen.
Das Papier wurde mit der löslichen Verbindung getränkt, getrocknet, mit den die
unlösliche Verbindung gebenden Reagentien bearbeitet, getrocknet, gewaschen, blieb
6–12 Stunden im Wasser liegen, wurde dann wieder ausgewaschen und getrocknet.
Kieselsäure.
20. Flamme 1, ebenso langes Glimmen, schwarze Kohle.
15. Flamme 2–3, ebensolches Glimmen.
10. Verbrennt mit Flamme bis zum Ende, verglimmt bis zum Ende.
5. Verbrennt bis zum Ende.
Wolframsäure.
10. Verbrennt lebhaft bis zum Ende mit grosser Flamme, Kohle
schwarz.
5. 2,5. Verbrennt und verglimmt wie reines Papier.
Schwefelsaures Calcium.
15. Verbrennt mit kleiner Flamme bis zum Ende, das Glimmen geht im
Zickzack längs den Krystallreihen, weisse Asche.
10. 5. Dasselbe.
Kohlensaurer Kalk.
15. Verbrennt mit grosser Flamme, nach dem Ausblasen der Flamme
verglimmt lebhaft bis zum Ende, die Asche fast weiss.
10. 5. Dasselbe.
Kohlensaure Magnesia.
15. Flamme 5, verglimmt lebhaft bis zum Ende, Asche weiss.
10. Verbrennt mit grosser Flamme, die ausgeblasene Flamme erscheint
wieder, verglimmt lebhaft bis zum Ende, Asche weiss.
Kohlensaures Zink.
15. Unbedeutende Flamme, lebhaftes Verglimmen bis zum Ende, graue
Asche.
10. Flamme 3–5, lebhaftes Verglimmen bis zum Ende.
5. Verbrennt und verglimmt vollständig.
Phosphorsaurer Kalk.
15. Verbrennt mit Flamme, verglimmt bis zum Ende, Kohle
schwarz.
10. 5. Dasselbe.
Phosphorsaurer Magnesia.
15. Verbrennt bis zum Ende mit kleiner Flamme, verglimmt
vollständig, schwarze Kohle.
10. 5. Dasselbe.
Phosphorsaures Zink.
15. Verbrennt mit grosser Flamme bis zum Ende, verglimmt
vollständig, schwarze Kohle.
10. 5. Dasselbe.
Phosphorsaure Thonerde.
15. Kleine Flamme 4–5, die Kohle schwarz.
10. Verbrennt mit kleiner Flamme und verglimmt fast
vollständig.
5. Verbrennt vollständig.
Borsaures Kalk.
Auf dem Papiere wurden sehr ungleichmässige Schichten dieser Verbindung und
unzuverlässige Resultate erhalten.
Borsaures Zink.
15. Brennt mit kleiner grünlicher Flamme 2–3, geringes Glimmen.
10. Brennt mit grünlicher Flamme 3–5.
5. Verbrennt langsam bis zum Ende, schwarze Kohle.
Borsäure Thonerde.
15. Flamme 2–3, geringes Glimmen, schwarze Kohle.
10. 5. Verbrennt und verglimmt vollständig.
Thonerdehydrat.
A) Aus der basischen schwefelsauren Verbindung durch Ammoniak
gefällt.
13 (Al2O3). Verbrennt mit grosser Flamme bis zum Ende, verglimmt zum Theil,
schwarze Kohle.
6,5. 3,25. Dasselbe.
B) Thonerdehydrat aus Natronaluminatlösung durch
doppeltkohlensaures Natron gefällt. Die Soda war gut ausgewaschen.
7,8. Unbedeutende Flamme, unbedeutendes Glimmen, schwarze
Kohle.
3,9. Wie auch das vorherige, das Papier lässt sich schwer anzünden,
geringe Flamme und geringes Glimmen etwa 1.
1,95. Dasselbe, die verbrannte Stelle etwa 2.
Zweite Versuchsreihe.
Das Thonerdehydrat wurde aus dem Natronaluminat durch die Kohlensäure der Luft
gefällt. (Die Lufteinwirkung dauerte 2 Tage; wie es scheint, ist aber dazu nur eine
viel kürzere Zeit nöthig.) Die Soda war gut ausgewaschen.
3. Flamme 1, unbedeutendes Glimmen, schwarze Kohle.
2. Flamme 2–3, geringes Glimmen, schwarze Kohle.
1. Verbrennt langsam bis zum Ende, ist sehr zum Auslöschen geneigt,
schwarze Kohle.
Magnesia (hydrat).
8. (MgO). Flamme 1, verglimmt lebhaft bis zum Ende, weisse
Asche.
4. 2. Verbrennt und verglimmt lebhaft bis zum Ende, weisse
Asche.
Thon.
Das Papier wurde mit dem wässerigen Brei des geschlemmten Thones getränkt. Die Zahlen
bedeuten die Zunahme des Papiergewichtes in Procent nach dem Trocknen.
20. Verbrennt und verglimmt lebhaft bis zum Ende, schwarze
Kohle.
50. Verbrennt mit kleiner Flamme bis zum Ende.
100. Kleine Flamme 1–2, kein Glimmen.
200. Lässt sich schwer anzünden, gibt eine kleine, sogleich
ausgehende Flamme.
Die mitgetheilten Resultate der Untersuchung verschiedener Substanzen auf ihre
Fähigkeit, den Holzstoff unentflammbar zu machen, ermöglichen die Eintheilung dieser
Substanzen in die folgenden drei Gruppen:
1) Substanzen, die das Verbrennen
(Verglimmen) befördern.
Schwefelsaures Natron,
schwefligsaures Natron,
unterschwefligsaures Natron,
kieselsaures Natron,
kohlensaures Natron,
zinnsaures Natron,
wolframsaures Natron,
Chlornatrium,
schwefelsaures Kali,
phosphorsaures Kali,
Chlorkalium,
kohlensaures Zink,
kohlensaurer Kalk,
kohlensaure Magnesia,
schwefelsaurer Kalk,
Eisenvitriol,
Magnesiahydrat.
2) Indifferente Substanzen oder solche,
die nur in grossen Quantitäten angewendet den Holzstoff unentflammbar
machen.
Schwefelsaure Magnesia,
borsaure Thonerde,
borsaures Zink,
phosphorsaurer Kalk,
phosphorsaure Magnesia,
phosphorsaure Thonerde,
phosphorsaures Zink,
essigsaures Natron,
essigsaures Kali,
Kieselsäure,
phosphorsaures Natron,
Thonerdehydrat aus der sauren Lösung niedergeschlagen,
Wolframsäure,
wolframsaures Ammoniak,
Potasche.
3) Antipyrene oder Substanzen, die den
Holzstoff specifisch unentflammbar machen.
Schwefelsaures Ammoniak,
phosphorsaures Ammoniak,
Chlorammonium,
Chlorcalcium,
Chlormagnesium,
Chlorzink,
Zinkvitriol,
Zinnsalz,
Alaun,
Borax,
Borsäure,
Thonerdehydrat aus dem Natronaluminat niedergeschlagen.
Die folgende Tabelle enthält die Angaben über die minimalen Stärken der Lösungen,
welche den Holzstoff unentflammbar machen, auch die minimalen Quantitäten der
Substanzen auf 100 Gew.-Th. des Holzstoffes, die den letzteren unverbrennlich
machen. Es versteht sich von selbst, dass alle Zahlen in dieser Tabelle nur
näherungsweise richtig sind.
Nume der Substanz:
Der wasserfreien Substanz
minim. Stärkeder Lösungin Procenten,
dieden Holzstoffunentflammbarmacht
minim. relativeGewichtsmenge(der
Holzstoff= 100), die un-entflammbarmacht
Chlorammonium
1,5
4,2
Phosphorsaures Ammonium
1,5
4,5
Schwefelsaures Ammonium
1,5
4,5
Chlorzink
1,5
4,0
Chlorcalcium
1,5
4,5
Chlormagnesium
1,5
4,5
Thonerdehydrat
1,5
3,8
Alaun
2,0
–
Zinkvitriol
1,5
4,5
Zinnsalz
2,5
–
Borax
1,5
8,5
Borsäure
2,5
10,0
Potasche
7,5
–
Schwefelsaures Magnesia
7,5
15,0
Chlornatrium
15,0
35,0
Kieselsaures Natron
17,5
50,0
Kieselsäure
12,5
30,0
Chlorkalium
20,0
45,0
Phosphorsaures Natron
7,5
30,0
Phosphorsaures Kali
20,0
–
Borsaure Thonerde
12,5
24,0
Phosphorsaure Thonerde
10,0
30,0
Phosphorsaurer Kalk
12,5
30,0
Phosphorsaure Magnesia
12,5
30,0
Borsaures Zink
7,5
20,0
Phosphorsaures Zink
über 15
–
Wolframsäure
über 10
über 15
Wolframsaures Natron
über 10
über 15
Wolframsaures Ammonium
7,5
über 10
Thon (lufttrocken)
–
75,0
Essigsaures Natron und Kali
7,5–5,0
–
Von den obengenannten Flammenschutzmitteln sind einige für Zwecke der Praxis nicht
gut anwendbar, so z.B. Borax wegen der alkalischen Reaction, schweren Löslichkeit
und des hohen Preises, Borsäure wegen des Preises, Alaun wegen der sauren Reaction
und Zinnsalz wegen leichter Zersetzbarkeit und saurer Reaction, sowie dem hohen
Preise. Auch wirken alle diese Substanzen nicht besonders energisch.
Calcium-, Magnesium- und Zinkchlorid sind ausgezeichnete Flammenschutzmittel, haben
aber den Nachtheil, dass sie stark hygroskopisch sind; Zinkchlorid ist dazu noch
stark giftig (wie auch der Zinkvitriol).
Es bleiben somit als beste Flammen Schutzmittel die drei genannten Ammoniaksalze und
Thonerdehydrat. Das letztere kann in den Fällen angewendet werden, wo die
Gegenstände dem Regen und der Nässe ausgesetzt sind. In allen übrigen Fällen sind
Ammoniaksalze vorzuziehen. Vor dem Thonerdehydrat haben sie den grossen Vortheil,
dass sie, in genügender Quantität aufgetragen, auch jene Flamme paralysiren können,
die aus dem Inneren der Holzstücke entstehen kann.
Von den Ammoniaksalzen ist das schwefelsaure Ammoniak als das billigste besonders
empfehlenswerth. Uebrigens scheint sich aus einigen Versuchen, die ich mit geöltem
Papiere angestellt habe, zu ergeben, dass für Gegenstände, die mit Oelfarbe
angestrichen werden, am besten Salmiak wirksam ist.
Wenden wir uns jetzt zu der Frage: Auf welche Weise wirken die
Flammenschutzmittel?
Für die Ammoniaksalze ist nur eine Erklärung möglich: Unter dem Einflüsse der Wärme
werden sie verflüchtigt (und dabei wahrscheinlich zersetzt) zu gleicher Zeit,
wenn auch der Holzstoff die brennbaren Gase (oder Dämpfe) entwickelt; auf diese
Weise entsteht ein unbrennbares Gas (Dampfgemisch), welches die Bildung einer Flamme
verhindert. Die Chloride des Calciums, Magnesiums, Zinks, des Zinns wirken auch auf
ähnliche Weise: es wird hier durch die Wärme die Salzsäure abgespalten. Dagegen
werden Chlorkalium und Chlornatrium bei der Temperatur der Verflüchtigung der
Destillationsproducte aus dem Holze nicht zersetzt oder nicht verflüchtigt, und
deswegen sind sie auch keine Flammenschutzmittel. Ebenso wie die Ammoniaksalze und
die obenerwähnten Chloride wirken Zinkvitriol und Alaun (bei letztgenanntem Salze
wird SO3 oder SO2
abgespalten).
Ganz anders wirkt das Thonerdehydrat. Was die Thatsache betrifft, dass das aus saurer
Lösung niedergeschlagene Thonerdehydrat keine Fähigkeit besitzt, das Holz
unverbrennlich zu machen, so kann sie auf folgende Weise erklärt werden. Es ist
bekannt, dass die Alkalien das Thonerdehydrat aus den sauren Lösungen in einem
voluminösen Zustande ausscheiden. Beim Trocknen zieht sich dieser Niederschlag
zusammen und bildet vollkommen ausgetrocknet kein feines Pulver, sondern Körnchen
oder Klumpen. Dasselbe geschieht beim Eintrocknen auf dem Papiere. Beim Papiere mit
6 Proc. und mehr Thonerde kann man solche Körnchen schon mit blossem Auge bemerken.
Es ist einleuchtend, dass in dem Holzstoffe so ungleichmässig vertheiltes
Thonerdehydrat unmöglich das Verbrennen verhindern kann. Thonerdehydrat aus
Natronaluminat durch Kohlensäure ausgeschieden stellt ein weisses, äusserst feines
Pulver dar, welches einen sehr compacten Niederschlag gibt. Die Feinheit dieses
Pulvers ist z.B. daraus zu ersehen, dass es, mit Wasser angerührt, sich tagelang
nicht vollkommen abscheidet. Besonders fein ist das Thonerdehydrat, wenn es langsam
und aus einer kalten Lösung ausgeschieden wird, z.B. bei der Einwirkung der
atmosphärischen Luft mit ihrem geringen Kohlensäuregehalt. Ausserdem durchtränkt
eine alkalische Lösung den Holzstoff viel gleichmässiger und vollkommener als eine
saure. Deswegen vertheilt sich das aus dem Natronaluminat durch die Kohlensäure
ausgeschiedene Thonerdehydrat in dem Holzstoffe vollkommen gleichmässig als äusserst
zartes Pulver.
In dieser Thatsache ist auch die Erklärung der Wirkungsweise des Thonerdehydrates zu
suchen. Das Thonerdehydrat wirkt nur auf rein mechanische Weise als schlechter
Wärmeleiter, indem es die Entstehung und die vorwärtsschreitende Bewegung der Flamme
verhindert. Andere Substanzen, wie z.B. Borax und Borsäure, wirken in gleicher Weise
deswegen nicht, weil sie sich in dem Holzstoffe nicht so gleichmässig
vertheilen.
Was die Frage anlangt, auf welche Weise die obenerwähnten Substanzen das Verbrennen
(das Verglimmen) befördern, so scheint es, dass chemische Reactionen hierbei keine
grosse Rolle spielen; vielmehr scheint die Ursache ihrer Wirkung auch hier eine rein
mechanische zu sein. Beim Eintrocknen oder bei der Bildung unlöslicher Niederschläge
in dem Papiere vertheilen sich viele Verbindungen ungleichmässig mehr auf der
Oberfläche des Papiers, wo sie poröse, manchmal krystallinische und wenig compacte
Krusten bilden. Die letzteren befördern das Verglimmen, indem sie den Wärmeverlust
verhindern. Daraus erklärt sich dann auch, warum ein nichtimprägnirter
Papierstreifen nur
auf einen Theil seiner Länge verglimmt. Es ist übrigens nicht ausgeschlossen, dass
einige Substanzen gleichzeitig chemisch und mechanisch wirken; ein Theil der
Verbindung (CO2, SO3, SO2 u.s.w.) macht durch Verflüchtigung die
Bildung der Flamme unmöglich, der Rest befördert das Verglimmen wie oben angedeutet.
Auf solche Weise können wirken: CaCO3, MgCO3, ZnCO3, FeSO4, Na2SO4, Na2SO3 u.s.w.
Zum Schluss werden einige Bemerkungen über die praktische Anwendung der
Flammenschutzmittel vielleicht nicht überflüssig erscheinen.
Da der weitaus grösste Theil der brennbaren Theile eines Gebäudes sich unter Dach
befindet, so ist es unnöthig, von einem Flammenschutzmittel zu verlangen, dass es
durch Wasser nicht auswaschbar sei. Demgemäss und wegen ihrer ausgezeichneten
Wirkung verdienen die Ammoniaksalze die weiteste Anwendung. Sogar hölzerne Dächer
können von innen angestrichen werden, ebenso wie die Fussböden; äussere
Bretterbeschläge der Häuser kann man von der inneren Seite imprägniren u.s.w.
Fussböden, Wände u.s.w. sollen zuerst mit Ammoniaksalzen angestrichen und dann erst
gefärbt bezieh. die Wände mit Tapeten beklebt werden. In den Kleister für die
Tapeten sind ebenfalls Ammoniaksalze einzumischen.
Die anzuwendende Menge des Flammenschutzmittels ist aus der angeführten Tabelle
ersichtlich. Als maximale Grenze kann man auf 100 Holzstoff 5 Gew.-Th. des
Flammenschutzmittels betrachten. Für Gewebe, Theaterdecorationen u.s.w. wird diese
Grenze mit 10- bis 15 procentigen Lösungen erreicht, für dünne Bretter, Pappe u.s.w.
mit 20- bis 30 procentigen Lösungen. Für Balken, dicke Bretter u.s.w. sind stärkere
Lösungen, oder besser 2- bis 3 maliges Anstreichen mit 25- bis 30 procentigen
Lösungen zu empfehlen.
Was das Glätten der Gewebe betrifft, so scheint es rathsamer, statt complicirte
Vorschriften zu geben, einfach das Glätteisen nicht übermässig zu erwärmen (z.B. nur
in kochendem Wasser). Auch ist hier die Anwendung des Thonerdehydrates sehr
zweckmässig.
Als Zusatz zu dem Wasser bei dem Feuerlöschen sind besonders Chlorcalcium,
Chlormagnesium und Manganchlorür empfehlenswerth. Diese Substanzen – Abfallstoffe
der Industrie – sind sehr billig und wirken ebenso energisch wie die Ammoniaksalze.
Sie haben auch den Vortheil, dass sie ausserordentlich leicht im Wasser löslich sind
und dass man sie deswegen in kleinen Behältern in relativ grossen Mengen fertig für
den Gebrauch vorräthig halten kann.
Die fabrikmässige Darstellung fertiger Auflösungen der Flammenschutzmittel zum
Anstreichen bezieh. Tränken verschiedener Gegenstände würde die Anwendung derselben
erleichtern und befördern. Es ist auch zu wünschen, dass mit Flammenschutzmitteln
versetzte Lacke, Oelfarben, Firnisse, Stärkemehl für Tapeten und Gewebe u.s.w.
fertig in den Handel gebracht werden.
Alexandrow, Gouv. Wladimir, Russland, August 1893.