I. Giới thiệu về vật liệu composite kháng cháy
Nghiên cứu vật liệu composite kháng cháy từ nhựa polyester không no và sợi thủy tinh là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ vật liệu. Các vật liệu composite này được chế tạo nhằm nâng cao tính kháng cháy, đặc biệt là trong bối cảnh gia tăng nhu cầu sử dụng vật liệu an toàn trong xây dựng và sản xuất. Vật liệu composite kháng cháy được sản xuất từ sự kết hợp giữa nhựa polyester và các chất phụ gia như Diamonium Hydrogen Phosphate (DAP) và cao su clo hóa (CR). Sự kết hợp này không chỉ cải thiện khả năng kháng cháy mà còn duy trì các tính chất cơ lý của vật liệu, như độ bền kéo và độ bền uốn. Theo nghiên cứu, mẫu composite với hàm lượng DAP tối ưu cho thấy khả năng kháng cháy tốt hơn so với mẫu composite truyền thống từ nhựa UPE.
1.1. Tính năng kháng cháy
Tính năng kháng cháy của vật liệu composite được đánh giá thông qua các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn như UL 94. Kết quả cho thấy, các mẫu composite được chế tạo có tốc độ cháy thấp hơn, đồng nghĩa với việc chúng có khả năng chống cháy tốt hơn. Cụ thể, cao su clo hóa (CR) hoạt động dựa trên cơ chế ngưng tụ tạo pha khí trên bề mặt vật liệu, làm giảm tiếp xúc giữa oxygen và bề mặt cháy. Đồng thời, Diamonium Hydrogen Phosphate (DAP) khi phân hủy nhiệt sẽ tạo ra khí NH3 và H2O, tạo hiệu ứng pha loãng và hình thành lớp rắn ngăn cản nhiệt và oxygen tiếp xúc với bề mặt polymer. Điều này cho thấy rằng việc kết hợp hai loại chất kháng cháy này là một giải pháp hiệu quả để cải thiện khả năng kháng cháy của vật liệu composite.
II. Phương pháp nghiên cứu và chế tạo
Quá trình nghiên cứu và chế tạo vật liệu composite kháng cháy từ nhựa polyester và sợi thủy tinh được thực hiện qua nhiều bước. Đầu tiên, hỗn hợp nhựa polyester không no được pha trộn với DAP và CR. Việc kiểm soát tỉ lệ pha trộn và điều kiện gia công là rất quan trọng để đảm bảo tính đồng nhất của hỗn hợp. Sau đó, hỗn hợp này được gia công bằng phương pháp lăn tay, cho phép tạo ra các mẫu composite với độ dày và hình dạng mong muốn. Các tính chất cơ lý của mẫu composite như độ bền kéo, độ bền uốn và độ nhớt được đo và đánh giá để xác định tính khả thi của sản phẩm. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng hàm lượng DAP và CR hợp lý không chỉ cải thiện khả năng kháng cháy mà còn duy trì tính chất cơ lý của vật liệu.
2.1. Đánh giá tính chất vật liệu
Để đánh giá tính chất của vật liệu composite, các phương pháp thử nghiệm như đo độ bền kéo, đo độ bền uốn và thử nghiệm cháy được thực hiện. Kết quả cho thấy, các mẫu composite có độ bền kéo và bền uốn tương đương với các vật liệu composite nhựa UPE thông thường. Điều này chứng tỏ rằng việc bổ sung DAP và CR không làm giảm đáng kể các tính chất cơ lý của vật liệu. Hơn nữa, khả năng kháng cháy của các mẫu composite này cũng được cải thiện rõ rệt, với tốc độ cháy thấp hơn so với các mẫu không có phụ gia kháng cháy. Điều này cho thấy rằng việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu composite kháng cháy là một hướng đi tiềm năng cho ngành công nghiệp vật liệu hiện nay.
III. Ứng dụng và tiềm năng phát triển
Vật liệu composite kháng cháy từ nhựa polyester và sợi thủy tinh có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như xây dựng, sản xuất đồ nội thất, và các thiết bị điện tử. Với khả năng kháng cháy vượt trội, các vật liệu này có thể được sử dụng trong các công trình xây dựng yêu cầu tiêu chuẩn an toàn cao, giảm thiểu rủi ro về hỏa hoạn. Ngoài ra, việc sử dụng vật liệu composite còn giúp cải thiện độ bền và tuổi thọ của sản phẩm, từ đó giảm chi phí bảo trì và thay thế. Nghiên cứu này không chỉ mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp vật liệu mà còn góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người bằng cách giảm thiểu các khí độc hại sinh ra trong quá trình cháy.
3.1. Định hướng nghiên cứu trong tương lai
Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chế tạo và cải thiện tính tương hợp của các thành phần trong vật liệu composite. Việc tìm kiếm và phát triển các chất kháng cháy mới, không chứa halogen, sẽ là một trong những ưu tiên hàng đầu để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và môi trường. Hơn nữa, việc ứng dụng các công nghệ mới trong sản xuất vật liệu composite cũng sẽ giúp nâng cao hiệu quả và giảm chi phí sản xuất. Sự kết hợp giữa nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tiễn sẽ là chìa khóa để phát triển thành công vật liệu composite kháng cháy trong tương lai.
