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Brandgase aus Elastomeren
ein immer wieder brandaktuelles Forschungsthema
von Dr. Nicholas Büthe



Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
2 Diplomarbeit
      2.1 Allgemeines
      2.2 Abstract
      2.3 Auszug aus der Diplomarbeit

3 Poster
4 Doktorarbeit
      4.1 Allgemeines
      4.2 Abstract
      4.3 Auszug aus der Doktorarbeit

5 Publikationen
6 Curriculum vitae

1 Einleitung

[Reifenbrand in Hagersville]
Abb. 1 Reifenbrand in Hagersville (CAN), 1990
Große Mengen Elastomere werden vor, während und nach dem Produktionsprozeß gelagert. Diese Lagergüter besitzen außerordentlich hohe Heizwerte von 30-45 MJ/kg im Vergleich zu z. B. Kohle mit ca. 30 MJ/kg. Elastomerbrände sind daher wegen der freiwerdenden Wärmemengen nahezu unkontrollierbar und bergen in Folge der dabei entstehenden toxischen Brandgase Risiken für Mensch und Umwelt (vgl. Abb. 1).

Die Brandgase von Rohpolymeren, Mischungen und Vulkanisaten (auf Basis von NR, SBR, CR, BIIR, NBR und EPDM) werden analysiert im Hinblick auf ihre qualitative, quantitative und zeitabhängige Zusammensetzung. Dazu werden Elastomerbrände simuliert und die wichtigen Verbrennungsparameter Temperatur, Ventilation und Masse der Probenkörpers systematisch variiert.

Zur qualitativen und quantitativen Untersuchungen der Brandgase wird eine von Bayer, BASF und Hoechst entwickelte VCI-Brandsimulationsapparatur (Abb. 2) eingesetzt, speziell entwickelt für die chemische Analyse von Brandgasen. Die entstehenden Brandgase werden mit unterschiedlichen Probenahmetechniken gesammelt und mit Hilfe aufwendiger chemischer Analysentechniken untersucht.

[VCI-Brandsimulationsapparatur]

Abb. 2 VCI-Brandsimulationsapparatur
Die bisherigen Resultate und weitere Forschungen werden eine Vorhersage und Gefahrenabschätzung im Fall von Elastomerbränden ermöglichen.


[Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e.V.]

2 Diplomarbeit


2.1 Allgemeines


Die Diplomarbeit wurde in der Zeit von Juli 1996 bis Dezember 1996 am
Institut für Anorganische Chemie, Fachbereich Analytische Chemie, der Universität Hannover unter der Betreuung von Herrn Prof. Dr. G. Wünsch angefertigt. Die experimentellen Arbeiten erfolgten am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK), Hannover. Spezielle Messungen wurden am Institut für Technische Chemie der Universität Hannover, Arbeitsgruppe Prof. Rotzoll, durchgeführt. Dem Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e.V. (WdK) gebührt Dank für die finanzielle Unterstützung der Forschungen.


2.2 Abstract


Büthe, Nicholas

Untersuchung von Brandgasen an Elastomeren

Elastomerbrände sind aufgrund der freiwerdenden Wärmemengen kaum kontrollierbar und bergen wegen der dabei entstehenden toxischen Brandgase Risiken für Mensch und Umwelt.

In dieser Arbeit wurde systematisch untersucht, was für Substanzen beim Brand von Gummi und dessen Rohstoffen entstehen. Dazu wurde eine Apparatur zur Simulation von Bränden im Labormaßstab und ein Analyseverfahren für Brandgase entwickelt. Schwelbrände und offene Brände ...


Schlüsselbegriffe: Verbrennung, Brandsimulation, Brandgase, Gummi, Elastomer, Reifen, VCI-Ofen, chemische Analyse, GC/MS, GC-FID, GC-WLD, TGA-FTIR

Keywords: Combustion simulation, combustion effluents, fire gases, rubber, elastomer, tire, VCI combustion chamber, chemical analysis, GC/MS, GC-FID, GC-TCD, TGA-FTIR


2.3 Auszug aus der Diplomarbeit

[Diplomarbeit]  Untersuchung von Brandgasen an Elastomeren


3 Poster


Das Forschungsthema, die Untersuchungs-/Analysenmethoden und ausgewählte Ergebnisse wurden für eine Posterpräsentation auf der International Rubber Conference 1998 in Paris in englischer Sprache anschaulich aufbereitet. Das Poster "Firegases of Rubber Materials - A Systematic Investigation" liegt im PDF-Dateiformat vor und kann mit dem kostenlosen
Acrobat Reader betrachtet werden:

Poster  Firegases of Rubber Materials -
A Systematic Investigation
(PDF-Datei, 553 KB)
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[Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e.V.]

4 Doktorarbeit


4.1 Allgemeines


Die Doktorarbeit "Elastomerbrauml;nde - Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung" wurde von Januar 1997 bis November 1999 unter der Betreuung von Herrn Prof. Dr. G. Wünsch, Universität Hannover, Fachbereich Analytische Chemie, am
Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK) erstellt. In ihr wurde das Forschungsthema Brandgase aus Elastomeren weiter fortgeführt.

Der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e.V. (WdK) unterstützte diese Forschungen finanziell.


4.2 Abstract


Büthe, Nicholas

Elastomerbrände - Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung

Elastomerbrände sind extrem heiß, außerordentlich schwer zu löschen und entwickeln große Mengen an Brandgasen und Ruß. Vor dem Hintergrund brandgefährdeter Reifendeponien, der thermischen Verwertung von Altgummi und gesetzlicher Regelwerke für die Lagerung von Stoffen ist die Vorhersage der Brandgaszusammensetzung in Abhängigkeit vom brennenden Stoff und der Brandbedingungen sowie das daraus resultierenden Gefährdungspotential von hohem Interesse.

Aus diesem Grund wurden Brandsimulationsverfahren entwickelt, bei denen Modellbrandapparaturen im Labormaßstab und verschiedene Probennahmetechniken und Analysenmethoden zum Einsatz kommen. Das Zersetzungsverhalten und die Brandemissionen von ausgewählten praxisrelevanten Elastomeren wurden damit qualitativ und quantitativ unter systematischer Variation des Brandguts und der Brandparameter Temperatur, Ventilation und dem Oberfläche/Masse-Verhältnis der Proben analysiert.

Mit Hilfe der Untersuchungsergebnisse und publizierter Studien wurden Brandemissionsspektren und Emissionspotentiale ausgewählter Brandgaskomponenten bei Gummibränden abgeschätzt und auf Literaturbasis toxikologisch bewertet.

Schlagworte: Brandgase · Gummi · chemische Analyse


4.3 Auszug aus der Doktorarbeit

Eine Leseprobe der Doktorarbeit liegt im PDF-Dateiformat vor und kann mit dem kostenlosen Acrobat Reader betrachtet werden:

[Doktorarbeit] Elastomerbrände -
Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung
(PDF-Datei, 108 KB)
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Die Doktorarbeit kann online über den Publikationsservice des Deutschen Instituts für Kautschuktechnologie bestellt werden:
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5 Publikationen

[1] N. Büthe; "Untersuchung von Brandgasen an Elastomeren", Diplomarbeit Universität Hannover, 1997
[2] N. Büthe, U. Giese, R. H. Schuster und G. Wünsch; "Firegases of Rubber Materials - A Systematic Investigation", Posterpräsentation auf der International Rubber Conference '98, Paris, CNIT La Défense, 12. - 14. Mai 1998
[3] N. Büthe, U. Giese, R. H. Schuster und G. Wünsch; "Firegases of Rubber Materials - A Systematic Investigation", Posterpräsentation auf dem 3. Kautschuk-Herbst-Kolloquium, Hannover, Maritim Stadthotel, 15. - 17. Oktober 1998
[4] N. Büthe, U. Giese, R. H. Schuster und G. Wünsch; "Combustion Effluents of Rubber, I. - Chemical Analysis of Compositions and Influence of Combustion Parameters, Kautsch. Gummi Kunstst., 53, 1-2 (2000) 42-51.
[5] Nicholas Büthe; "Elastomerbrände - Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung", Dissertation, Universität Hannover, 1999.
[6] Nicholas Büthe, U. Giese und R. H. Schuster; "Elastomerbrände - Brandgaszusammensetzung und Einflussparameter", Vortrag auf dem 4. Kautschuk-Herbst-Kolloquium, 7.11.2000 in Hannover.


6 Curriculum vitae

[e-Mail an Nicholas Büthe]
Name:Nicholas Büthe
Kontakt:buethe@online.de
Geburtstag:29.09.1969
 
Studium:
  10/90 - 12/96
Chemie-Diplom an der Universität Hannover,
Vertiefungsfach Analytische Chemie
Schwerpunktarbeit:
  07/95
Platinanalytik am Fraunhofer Institut für Toxikologie und Aerosolforschung, Hannover
Diplomarbeit:
  06/96 - 12/96
"Untersuchung von Brandgasen an Elastomeren", angefertigt am Institut für Anorganische Chemie, Fachbereich Analytische Chemie, Universität Hannover
Promotion:
  01/97 - 11/99
"Elastomerbrände - Modellbrandversuche, Analytik und Bewertung" am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK), Hannover, Doktorvater Prof. Dr. Gerold Wünsch
Berufliche Tätigkeit:02/97 - 03/00 angestellt als wissenschaftlicher Mitarbeiter im DIK, Abteilung Elastomerchemie, Mitglied der EDV-Arbeitsgruppe
04/00 - 12/03 angestellt bei der Rhein Chemie Rheinau GmbH in der Anwendungstechnischen Entwicklung, Gummi-Industrie
seit 01/04 angestellt bei der Münzing Chemie GmbH im technischen Marketing, Geschäftsbereich Farben-Chemie


Anfragen an mich zum Forschungsthema
oder eine Anfrage an das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK)

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author: Nicholas Büthe, page-location: http://www.buethe.onlinehome.de/forsch.htm