Brandentstehung und Verbrennungsprozess

Wann brennt es?

Damit ein Brand entstehen kann, müssen die drei Faktoren

• Brennstoff
• Wärme
• Luft (Sauerstoff)

zusammenkommen. Sie sind im Feuerdreieck veranschaulicht.

Der Verbrennungsprozess

Im Verbrennungsprozess sind diese drei Faktoren miteinander verknüpft: am Beispiel der Verbrennung von Kunststoffen soll das erläutert werden. Die Verbrennung verläuft über viele Schritte und wird durch die Einwirkung einer Wärmequelle mit nachfolgender Zersetzung des Kunststoffs eingeleitet. Diese beiden Schritte – Erwärmung und Zersetzung des Kunststoffs – verbrauchen Wärme (endotherme Prozesse), um die hohen Bindungsenergien zwischen einzelnen Atomen (200 bis 400 kJ/Mol) zu überwinden.

Es entstehen brennbare Gase, die sich mit dem Luftsauerstoff verbinden und zünden. Das führt zum wärmeabgebenden (exothermen) Prozess der Flammenausbreitung und Wärmeabgabe. Der exotherme Prozess verstärkt duch den thermischen "Feedback" die Zersetzung des Kunststoffs und gibt der Flamme immer mehr Nahrung. Die Flamme besteht aus hochenergetischen H· und OH· Radikalen, die der Flammenfront eine hohe Geschwindigkeit verleihen.

Flammschutzmittel können die chemischen Reaktionen in der Flamme behindern, indem sie die energiereichen Radikalen zerstören, oder die Ausbildung einer verkohlten Schicht auf der Oberfläche bewirken. So wird der Kunststoff vor dem Angriff von Wärme und Luft-Sauerstoff abgeschirmt und die Ausbildung von zündfähigen Gasen verhindert.