Tulevaisuudessa asunnon voi ehkä suojata tulipalolta maalaamalla

Suomalaisesta kemian alan keksinnöstä toivotaan myrkyllisten palonestoaineiden korvaajaa. Tutkimusryhmää jännittää, tuliko se keksineeksi kultamunan.

Palonestoaine
Carl-Erik Wilén
Uusi keksintö ei ole ympäristölle myrkyllinen ja sitä tarvitaan vain "korkillinen", sanoo professori Carl-Erik Wilén.Samuli Holopainen / Yle

Turun ruotsinkielisen yliopiston, Åbo Akademin, polymeerikemian laboratoriossa häärii pitkänhuiskea professori Carl-Erik Wilén. Wilén ja hänen työryhmänsä ovat liki asuneet laboratorion lasipullosekamelskassa viisi vuotta.

Nyt työ alkaa kantaa hedelmää. Laboratoriossa on kehitetty palonestoaineiden ryhmää, jolla muoveja ja muita materiaaleja voidaan suojata leimahtamiselta myrkyttömästi. Se on iso juttu!

– Monien nykyisin käytössä olevien palonestoaineiden teho perustuu bromiin. Useat bromatut palonestoaineet ovat kuitenkin myrkyllisiä. Bromi rikastuu ravintoketjussa ja päätyy lopulta ihmiseen, Wilén kertoo.

Usein bromi kulkeutuu ihmiseen ravinnon mukana. Mutta palonestoaineiden myrkkyjä voi päätyä elimistöön myös hengitettynä rakennuseristeistä irronneesta huonepölystä tai kodin sähkölaitteiden höyryistä.

Bromin kaikkia terveyshaittoja ei tunneta. Sen arvellaan aiheuttavan muun muassa syöpää, vaikuttavan sikiöiden kehitykseen ja häiritsevän ihmisen hormonijärjestelmää. EU on jyrähtänyt, että bromia sisältävien palonestoaineiden käyttöä pitää vähentää.

Carl-Erik Wilén, Teija Tirri ja Timo Ääritalo laboratoriossa.
Carl-Erik Wilén (takana), Teija Tirri ja Timo Ääritalo tarkastavat kokeen tulosta.Samuli Holopainen / Yle

Myrkyllisiä palonestoaineita on jopa vaatteissamme

Bromatut palonestoaineet ympäröivät meitä kaikkialla. Miksi? Siksi, että niin monien kulutustavaroiden materiaalit ovat öljystä jalostettuja muoveja. Kemiallisen alkuperänsä vuoksi muovit syttyvät helposti ja ne ylläpitävät palamista.

Olisi iso riski kaupata kuluttajalle esimerkiksi sohva, joka on päällystetty helposti leimahtavalla muovipohjaisella keinokuitukankaalla ja jonka sisus on täynnä myrkyllisesti palavaa vaahtomuovia.

Siksi bromattuja palonestoaineita on joka paikassa: lastenvaunujen ja huonekalujen kankaissa, kodin elektroniikan johdoissa, rakennuseristeissä, vaatteissa, liikennevälineiden istuimissa ja sisustusrakenteissa ja niin edelleen.

Markkinoilla ei ole vielä tuotteita, jotka olisivat yhtä tehokkaita kuin bromatut palonestoaineet, mutta olisivat silti myrkyttömiä. Kohta voi olla. Wilénin tutkimusryhmä on kehittänyt sulfeeniamidien aineperheen, joka voi mullistaa koko palonestoaineiden kemian.

Uusi aine on myrkytön ja sitä tarvitaan vain ”korkillinen”

– Meidän työryhmämme innovaatio perustuu rikin ja typen sidokseen. Nämä niin sanotut sulfeeniamidit estävät kemialliset prosessit, jotka ylläpitävät palamista. Niiden ominaisuuksia voidaan säätää sen muovilajin mukaan, jonka palonestoon ne on tarkoitettu. Eivätkä ne sisällä ympäristömyrkkyjä, Wilén sanoo.

Lisäksi sulfeeniamidit suojaavat leimahdukselta erittäin pieninä pitoisuuksina. Niitä tarvitaan alle prosentti suojattavan materiaalin painosta. Se on melkein suurempi edistysaskel kuin myrkyttömyys.

Jo nyt on nimittäin olemassa myös palonesto-aineita, jotka eivät sisällä bromia. Mutta niiden riesana on, että palolta suojaavaa ainetta tarvitaan tuhottoman paljon.

Pahimmillaan bromittomien palonestoaineiden paino on 60 prosenttia suojattavan materiaalin painosta. Se on tuotteiden teknisen toteutuksen kannalta hankalaa ja johtaa toivottoman kömpelöihin ratkaisuihin.

Käsitelty ja käsittelemätön paperi palotestissä.
Palosuojattu paperi mustuu vasemmalla, suojaamaton liekehtii oikealla palokaapin polttokokeessa.Kiilto Oy

Kehitteillä palamaton muovi tai palonsuojamaali

Sulfeeniamidit estävät palamisen hyvin pieninä määrinä. Niitä tarvitaan pienimmillään vain puoli prosenttia suojattavan materiaalin painosta. Se avaa mielikuvituksellisia mahdollisuuksia.

– Sulfeeniamidit voidaan yhdistää muoviin jo sen valmistusvaiheessa. Silloin on mahdollista valmistaa palosuojattua muovia. Pienen suoja-aineen pitoisuuden vuoksi saadaan valmistettua esimerkiksi ohut filmikalvo, jota voidaan käyttää rakennuseristeiden palosuojaamisessa, Wilén sanoo.

Palonsuoja-aine voidaan myös pinnoittaa tai imeyttää suojattavaan materiaaliin, esimerkiksi kankaaseen, paperiin tai puuhun. Pieni tilan tarve mahdollistaa sen, että sulfeeniamideja lisäämällä voidaan sekoittaa vaikka myrkytöntä palonsuojamaalia.

Carl-Erik Wilén laboratoriossa.
Tässä Åbo Akademin polymeerikemian laboratoriossa sulfeeniamidit kehitettiin.Samuli Holopainen / Yle

Parikymmentä yritystä maailmalla testaa keksintöä

Wilénin työryhmän keksintöä ollaan nyt hyvää vauhtia kaupallistamassa. Parikymmentä yritystä ympäri maailmaa testaa sulfeeniamideja omissa tuotteissaan.

Yksi testaaja on suomalainen Kiilto Oy. Se tutkii Lempäälän tehtaallaan, voisiko Wilénin tutkimusryhmän löydösten pohjalta kehittää myös palolta suojaavan puunkyllästysaineen. Kiillossa arvellaan, että valmis tuote on myynnissä vuoden kuluttua.

– Asiakkaiden palaute on ollut sellainen, että tälle tuotteelle olisi todella tarvetta. Rakennusmääräykset tiukkenevat koko ajan. Senkin puolesta tällainen tuote on hyvin kysytty, tuotekehittäjä Heini Siekkinen Kiilto Oy:stä sanoo.

Wilén työryhmineen uskoo, että sulfeeniamideille löydetään käytännön sovellukset ennen muuta tekstiiliteollisuuden, kuljetuksen ja rakentamisen aloilta. Toistaiseksi kemistit voivat vain odottaa, miten markkinat sovittavat keksinnön tuotteisiinsa.

Jos hyvin käy, Åbo Akademin polymeerikemian laboratoriossa tuli tehdyksi jotain sellaista, joka turvaa tutkimusryhmän toimeentulon loppuelämäksi. Ryhmällä on nimittäin sulfeeniamidien rojalti-oikeudet.