Uudet ympäristöystävälliset palosuoja-aineet puun palosuojauksessa
Kolomainen, Maxim (2025)
Kandidaatintyö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025042430368
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025042430368
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkitaan puun palosuojaukseen soveltuvia uusia ympäristöystävällisiä palosuoja-aineita. Työn tavoitteena oli tunnistaa vaihtoehtoisia aineita, jotka voisivat korvata nykyiset, usein halogeenipohjaiset, ympäristölle ja terveydelle haitalliset aineet. Tarkastelu keskittyi erityisesti biopohjaisiin ja nanomateriaalipohjaisiin palosuoja-aineisiin.
Työssä käytiin läpi palosuoja-aineiden kehityshistoriaa, nykyisiä standardijärjestelmiä ja palotestausmenetelmiä Euroopassa sekä Suomessa. Biopohjaisista aineista tarkasteltiin muun muassa ligniiniä, fytiinihappoa ja proteiinia. Nanomateriaaleista käsiteltiin grafeenia, kaksiulotteista nanomateriaalia MXeneä ja paisuvaa grafiittia. Saadun tiedon mukaan monet näistä aineista voivat merkittävästi parantaa puun palonkestävyyttä ja toimia samalla ympäristöystävällisinä vaihtoehtoina.
Työn perusteella biopohjaiset ja nanomateriaalipohjaiset aineet ovat potentiaalisia vaihtoehtoja palosuoja-aineiksi, mutta niiden teollinen hyödyntäminen vaatii vielä lisätutkimusta, erityisesti kustannustehokkuuden, pitkäaikaisvaikutusten ja standardoinnin osalta. Työssä ei löydetty suoria standardeja tai lainsäädäntöjä, jotka koskisivat näitä uusia aineita, mikä osoittaa tarpeen niiden kehittämiselle. This bachelor's thesis examines new environmentally friendly fire retardants suitable for
wood protection. The aim of the study was to identify alternative substances that could replace current, often halogen-based, fire retardants that are harmful to both the environment and human health. The focus was especially on bio-based and nanomaterial-based fire retardants.
The study reviews the historical development of fire retardants, current standard systems, and fire testing methods in both Europe and Finland. Among the bio-based substances, lignin, phytic acid, and proteins were discussed. Regarding nanomaterials, the thesis examines graphene, the two-dimensional material MXene, and expandable graphite. According to the reviewed literature, many of these substances can significantly improve the fire resistance of wood while serving as environmentally friendly alternatives.
Based on the reviewed literature, bio-based and nanomaterial-based substances have potential as fire retardants. However, their industrial application still requires further research, especially in terms of cost-efficiency, long-term effects, and standardization. No specific standards or legislation were found that apply to these new substances, indicating a clear need for their development.
Työssä käytiin läpi palosuoja-aineiden kehityshistoriaa, nykyisiä standardijärjestelmiä ja palotestausmenetelmiä Euroopassa sekä Suomessa. Biopohjaisista aineista tarkasteltiin muun muassa ligniiniä, fytiinihappoa ja proteiinia. Nanomateriaaleista käsiteltiin grafeenia, kaksiulotteista nanomateriaalia MXeneä ja paisuvaa grafiittia. Saadun tiedon mukaan monet näistä aineista voivat merkittävästi parantaa puun palonkestävyyttä ja toimia samalla ympäristöystävällisinä vaihtoehtoina.
Työn perusteella biopohjaiset ja nanomateriaalipohjaiset aineet ovat potentiaalisia vaihtoehtoja palosuoja-aineiksi, mutta niiden teollinen hyödyntäminen vaatii vielä lisätutkimusta, erityisesti kustannustehokkuuden, pitkäaikaisvaikutusten ja standardoinnin osalta. Työssä ei löydetty suoria standardeja tai lainsäädäntöjä, jotka koskisivat näitä uusia aineita, mikä osoittaa tarpeen niiden kehittämiselle.
wood protection. The aim of the study was to identify alternative substances that could replace current, often halogen-based, fire retardants that are harmful to both the environment and human health. The focus was especially on bio-based and nanomaterial-based fire retardants.
The study reviews the historical development of fire retardants, current standard systems, and fire testing methods in both Europe and Finland. Among the bio-based substances, lignin, phytic acid, and proteins were discussed. Regarding nanomaterials, the thesis examines graphene, the two-dimensional material MXene, and expandable graphite. According to the reviewed literature, many of these substances can significantly improve the fire resistance of wood while serving as environmentally friendly alternatives.
Based on the reviewed literature, bio-based and nanomaterial-based substances have potential as fire retardants. However, their industrial application still requires further research, especially in terms of cost-efficiency, long-term effects, and standardization. No specific standards or legislation were found that apply to these new substances, indicating a clear need for their development.