Wie Hebei Messi Biology Co., Ltd. feststellt, handelt es sich bei ABS-Harz – einem thermoplastischen Polymer, das zwischen Standardkunststoffen und technischen Kunststoffen angesiedelt ist – um ein Copolymer aus drei Monomeren: Acrylnitril (A), Butadien (B) und Styrol (S). ABS-Harz zeichnet sich durch Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit, Kältetoleranz, chemische Beständigkeit, gute Verarbeitbarkeit und einen hervorragenden Oberflächenglanz aus. Es findet breite Anwendung in Bereichen wie der Automobilindustrie, der Elektronik, bei Elektrogeräten, in der Textilindustrie, bei Metallwaren sowie im Baugewerbe. Infolgedessen steigt die Nachfrage nach flammgeschütztem ABS, wobei halogenfreie, umweltfreundliche Flammschutzmittel wie Magnesiumhydroxid zunehmend bevorzugt werden.
Magnesiumhydroxid ist ein weit verbreitetes anorganisches Flammschutzmittel, das zugleich als Füllstoff fungiert. Es ist halogenfrei, ungiftig, rauchmindernd und kostengünstig. Sein Flammschutzmechanismus kombiniert eine Wirkung in der kondensierten Phase mit einem Kühleffekt. In der kondensierten Phase bildet Magnesiumhydroxid während der Verbrennung eine dichte Verkohlungsschicht auf der Oberfläche des ABS. Diese Schicht fungiert als Barriere, die verhindert, dass Wärme zum unverbrannten Material gelangt, und hemmt die Diffusion von Zersetzungsprodukten in Richtung der Flammenzone. Auf diese Weise bietet sie eine thermische und stoffliche Isolierung, verringert die Wärmefreisetzungsrate des Materials und verzögert den Verbrennungsprozess. Durch den Kühlmechanismus durchläuft das Flammschutzmittel endotherme Prozesse – etwa Dehydratisierung, Phasenübergänge, Zersetzung oder andere wärmeabsorbierende Reaktionen. Dies senkt die Temperatur an der Polymeroberfläche sowie in der Verbrennungszone, verhindert den thermischen Abbau, reduziert die Freisetzung brennbarer Gase und unterbricht letztlich die Bedingungen, die für die Aufrechterhaltung der Verbrennung des Polymers erforderlich sind. Da bei einer alleinigen Verwendung jedoch hohe Dosierungen erforderlich sind – was die mechanischen Eigenschaften des Harzes erheblich verändern kann –, wird Magnesiumhydroxid üblicherweise in Kombination mit anderen Flammschutzmitteln eingesetzt.
Nano-Magnesiumhydroxid hat sich aufgrund seines ungiftigen, halogenfreien und umweltfreundlichen Profils als eines der vielversprechendsten Flammschutzmittel etabliert. Zu den zentralen Forschungs- und Anwendungsgebieten für dieses Material zählen die Verringerung der Partikelgröße in den Nanobereich, die Oberflächenmodifizierung sowie die Bewältigung der Herausforderungen, die mit den hohen Beladungsgraden in Polymermatrices einhergehen.