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Munition wird ökologisch: Von der Lebensmittelindustrie bis zu militärischen Anwendungen

Umweltschutz ist in unserem Alltag allgegenwärtig und hat auch Auswirkungen auf die Munitionsproduktion. Der Fachbereich Explosivstoffe und Munitionsüberwachung (WTE) beteiligt sich in Zusammenarbeit mit der Industrie an der Transition hin zu «ökologischer» Munition, die zum Ziel hat, umweltfreundlicher und für den Menschen weniger schädlich zu sein.

20.05.2020 | armasuisse Wissenschaft und Technologie, FB Explosivstoffe und Munitionsüberwachung

Grüne Munition
Veilchen, Kurkuma und Sonnenblumenöl als potenzielle Stabilisatoren

Neue Bestimmungen und die Folgen für die Industrie

Die am 01. Juni 2007 in Kraft getretene Verordnung REACH (Registration Evaluation and Autorisation of Chemicals - Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) hat zum Ziel, durch eine optimierte Ermittlung der Eigenschaften chemischer Stoffe ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sicherzustellen. Durch diese von der Europäischen Kommission eingeführten Bestimmungen wird die Verantwortung für den Nachweis der Stoffsicherheit auf den Hersteller übertragen. Fehlt ein solcher Nachweis, darf der Hersteller sein Produkt in der Europäischen Union nicht mehr vertreiben. Zwar ist die Schweiz nicht direkt betroffen, aber im Rahmen der Handelsbeziehungen mit den Nachbarländern ist eine Anpassung an diese Bestimmungen erforderlich. Die Europäische Chemikalienagentur hat eine Liste der besorgniserregenden Stoffe erstellt, welche regelmässig aktualisiert wird, sobald neue wissenschaftliche Daten veröffentlicht werden. Hiervon sind alle Industriezweige betroffen. Die Rüstungsindustrie, insbesondere der Bereich der Munition, ist hier keine Ausnahme, auch wenn für Verteidigungszwecke Ausnahmeregelungen vorgesehen sind.

Schneller Abbau von Pulvern ohne Stabilisatoren

Munitionspulver setzt sich aus verschiedenen Molekülarten zusammen, welche ihm ihre Eigenschaften verleihen. Der Hauptbestandteil des Munitionspulvers, die Nitrozellulose, zeichnet sich unglücklicherweise durch eine begrenzte Stabilität aus. Ohne Zusatz eines Stabilisatoren zerfällt das Pulver schnell, was die Lebensdauer der Munition einschränkt und zu schwerwiegenden Unfällen führen kann. Um die Sicherheit der Nutzerinnen und Nutzer sowie der Lagerung garantieren zu können, ist daher der Zusatz einer Substanz erforderlich, welche den Abbau verhindert und eine Verlängerung der Lebensdauer der Munition ermöglicht. Die Lebensmittelindustrie geht ähnlich vor, wenn Lebensmitteln Konservierungsstoffe wie z. B. Zucker oder Salz beigefügt werden, um die Qualität des Produktes über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten. Die Vorschriften hinsichtlich der Toxizität sind aus gutem Grunde streng. Die Stabilisatoren bei Munitionspulver müssen keine Toxizitätskriterien erfüllen, sondern hier liegt der Fokus insbesondere auf der Effizienz. Diphenylamin wurde zum Beispiel erstmals 1909 verwendet und ist bis heute der meistgenutzte Stabilisator. Jedoch entstehen beim Abbau dieses Moleküls karzinogene Stoffe und seine Verwendung wird früher oder später in Frage gestellt werden. Daher ist es notwendig, weniger toxische Stoffe als Alternative anbieten zu können.

Lösungen aus der Lebensmittelindustrie

Der Fachbereich Explosivstoffe und Munitionsüberwachung (WTE) beteiligt sich an dieser Entwicklung mit einer Studie, welche in Kürze in der Zeitschrift Propellants, Explosives, Pyrotechnics veröffentlicht wird. Die Autoren haben sich der Lebensmittelindustrie zugewendet, um neue Stabilisatoren zu finden, welche folgende Kriterien erfüllen: leicht zugänglich, kostengünstig, mit einer ähnlichen oder besseren Wirkung als die aktuell verwendeten Stabilisatoren, aber weniger umweltschädlich und mit weniger toxischen Reaktionsstoffen.

Veilchen, Kurkuma und Sonnenblumenöl als potenzielle Stabilisatoren

Im Rahmen der Studie konnten eine Reihe von natürlichen Stabilisatoren ermittelt werden, deren Effizienz besser ist, die aber weniger toxisch sind als die derzeit verwendeten Moleküle. Unter den ausgewählten Substanzen findet man u.a. Vitamin E, ein sehr bekanntes Antioxidationsmittel, welches auch als Nahrungsergänzungsmittel verwendet wird, oder das α-Ionon, das aus der Veilchenpflanze gewonnen und häufig bei der Parfümherstellung verwendet wird, aber auch das aus Kurkuma gewonnene Curcumin, das Antitumor- sowie antimutagene Wirkung entfaltet.

Validierung der neuen Moleküle

In einem nächsten Schritt geht es darum, die Nutzung dieser Moleküle zu validieren, indem ihre Abbauprodukte und ihre Toxizität, ihr Umwelteinfluss und die Stabilisierungsmechanismen untersucht werden. Schlussendlich sollten weiterführende Studien zur langfristigen Stabilität der neuen Pulver durchgeführt werden. Die so gewonnenen Erkenntnisse können verwendet werden, um die neue Zusammensetzung zu validieren und zu vermarkten.

Die Studie in englischer Sprache kann auf Anfrage unter wt@armasuisse.ch angefordert werden.