Trong chuỗi bài chia sẻ kiến thức về các loại phụ gia phổ biến trong công nghiệp nhựa của HD Chemicals, kỳ trước chúng tôi đã giới thiệu tới các bạn tác dụng và tầm quan trọng của Phụ gia tăng trơn tại đây, Phụ gia ổn định nhiệt tại đây, Phụ gia chống lão hóa tại đây.
Trong bài tiếp theo này, chúng tôi tiếp tục cung cấp kiến thức về Phụ gia chống cháy. Hãy cùng HD Chemicals tìm hiểu tác dụng và tầm quan trọng để biết tại sao Phụ gia chống cháy lại là một trong những phụ gia không thể thiếu trong quá trình sản xuất các sản phẩm nhựa.
- Tầm quan trọng của phụ gia chống cháy trong sản xuất nhựa
Hầu hết các loại nhựa đều có cấu trúc phân tử mạch carbon và hydrogen, vì vậy đều có tính bắt cháy cao do đây là những nhiên liệu dễ bắt lửa và duy trì ngọn lửa. Thậm chí khi tiếp xúc với nhiệt độ cao có một số loại nhựa còn có thể bốc cháy tự phát. Tính chất dễ bắt lửa, dễ gây cháy của nhựa như đã nói ở trên sẽ dẫn tới việc hư hại tài sản, gây hỏa hoạn dẫn tới thương tích hoặc tử vong cho con người.
Do đó, trong quá trình sản xuất nhựa người ta cần thiết phải bổ sung thêm phụ gia chống cháy để gây trì hoãn hoặc ức chế khả năng lây lan của ngọn lửa. Phụ gia chống cháy hoạt động bằng cách ngăn cản các phản ứng hóa học tạo ra sự cháy giúp gia tăng độ bền sản phẩm, tăng cường khả năng chống cháy, đồng thời hạn chế rủi ro, hỏa hoạn xảy ra.
- Phụ gia chống cháy hoạt động như thế nào
Nhiệt độ tăng sẽ làm xuất hiện các khí dễ cháy (nhiên liệu) trên bề mặt polymer thông qua việc giảm cấp của polymer. Khi tỷ lệ ở pha khí giữa oxigen và các khí này đạt tới giá trị thích hợp, polymer sẽ bắt cháy. Polymer cháy được là do sự có mặt của các thành phần: nhiệt, nhiên liệu và oxy. Vì vậy, để chống cháy cho polymer ta cần can thiệp vào một hoặc vài giai đoạn của quá trình cháy như là: nhiệt, giảm cấp, bắt cháy, sự lan rộng của đám cháy, bốc khói,…
Phụ gia chống cháy hoạt động theo hai cách. Một là nó ngăn cản oxygen trên bề mặt nhựa khi tiếp xúc với lửa hoặc sức nóng bằng cách tạo ra một lớp bề mặt bảo vệ, từ đó gây trì hoãn hoặc ức chế khả năng lây lan của ngọn lửa bằng cách ngăn cản các phản ứng hóa học tạo ra sự cháy. Hai là nó giúp tăng nhiệt độ có thể bắt cháy của các sản phẩm, hạn chế sự hình thành đám cháy, làm chậm tốc độ cháy, giảm tỷ lệ giải phóng nhiệt, ngăn cản sự phát triển của ngọn lửa, giảm thiểu lượng khói sinh ra để từ đó, hạn chế tối đa sự phát triển của đám cháy.
Do chất phụ gia chống cháy khi bổ sung vào thành phần sản xuất thường không ảnh hưởng gì đến đặc tính hoặc màu sắc của vật liệu gốc mà lại bổ sung nhiều ưu điểm nên đây được coi là giải pháp vô cùng phù hợp vừa bảo vệ được vật liệu lại vừa không ảnh hưởng đến thẩm mỹ.
- Phân loại phụ gia chống cháy:
Dựa vào bản chất, phụ gia chống cháy được chia thành 03 loại:
3.1. Chất chống cháy halogen:
Đây là nhóm chất chống cháy phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. Là chất chống cháy có chứa clo hoặc brom, các chất chống cháy halogen làm gián đoạn khả năng duy trì ngọn lửa bằng các axit như HCl hay HBr ở dạng khí. Một số chất chống cháy phổ biến như Decabromodiphenyl oxit (DECA), Tetrabromobisphenol A (TBBA), Hexabromocyclododecane (HBCD), TBBA-bis-(2,3-dibromopropyl ete)…
3.2. Chất chống cháy hydrat kim loại:
Đây được coi là chất chống cháy thân thiện môi trường khi nhóm sản phẩm chống cháy này không mang lại rủi ro về sức khỏe, môi trường. Chất chống cháy hydrate kim loại bao gồm trihydroxit nhôm (ATH) (loại này ứng dụng cho nhiều loại nhựa nhiệt dẻo và nhiệt rắn).
3.3. Chất chống cháy Photpho:
Các hợp chất này có cơ chế chống cháy khá phức tạp, gần như mang cả tính chất của chất chống cháy halogen với các hoạt động ức chế ngọn lửa bằng pha khí và cơ chế của hydrate kim loại với khả năng ngưng tụ hơi dập ngọn lửa hoặc tạo lớp tinh thể bảo vệ vật liệu nền.
Là loại chất chống cháy có chứa photpho bao gồm: polyphotphat amoni (APP), photpho đỏ, photphat hữu cơ và photphonat, choroaliphatic. Chúng làm chậm quá trình lây lan của ngọn lửa. Khối lượng lớn nhất của chất phụ gia chống cháy phopho là photphat este, ngoài ra cũng phải kể đến resorcinol diphotphat (RDP) và bisphenol A diphotphat (BDP), chúng được sử dụng rộng rãi trong PVC, ABS/PC và PPO.
- Ứng dụng của phụ gia chống cháy
Do đặc tính chống cháy nổ, đảm bảo an toàn cho người sử dụng nên phụ gia chống cháy có vị trí vô cùng đặc biệt và được sử dụng đa dạng, phổ biến nhất trong số các phụ gia sử dụng cho ngành công nghiệp sản xuất nhựa:
- Đồ nội thất;
- Sản phẩm cách nhiệt;
- Quần áo, đồ dệt may;
- Hàng tiêu dùng;
- Mạch điện tử;
- Đồ kỹ thuật;
- Dây và cáp;
- Vỏ điện và cấu hình bảo vệ;
- Nguồn điện, bộ điều hợp;
- Thảm trải sàn ghế, kết cấu nhựa trong giao thông đường sắt / đường bộ / hàng hải.
- Ưu, nhược điểm của phụ gia chống cháy
5.1. Ưu điểm
Ngoài tác dụng cải thiện khả năng chống cháy, phụ gia chống cháy còn đem lại một số lợi ích khác cho sản phẩm nhựa như:
- Giúp nâng cao chỉ số an toàn và tuân thủ các quy định về an toàn cháy nổ;
- Gia tăng hiệu suất và độ bền tổng thể của vật liệu nhựa;
- Cải thiện độ ổn định nhiệt và tính chất cơ học của vật liệu nhựa;
- Giảm thải khí độc và khói trong khi cháy.
5.2. Nhược điểm:
Mặc dù phụ gia chống cháy đóng vai trò quan trọng trong ngành nhựa nhưng nó cũng có những nhược điểm và hạn chế mà chúng ta cần cân nhắc khi sử dụng:
- Nhiều loại hóa chất có tính bền vững, có thể tích tụ trong môi trường trong thời gian dài, gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và động vật hoang dã;
- Một số chất chống cháy có thể gây hại tới sức khỏe con người, làm gián đoạn chức năng hormone và có khả năng gây ung thư;
- Phụ gia chống cháy cũng có thể bị phân hủy và mất tác dụng, đặc biệt khi tiếp xúc với nhiệt và ánh sáng trong thời gian dài;
- Khi sử dụng phụ gia chống cháy có thể gây khó khăn hơn cho việc tái chế sản phẩm, dẫn đến tăng chất thải và tác động đến môi trường.
Trên đây HD Chemicals đã chia sẻ những kiến thức tổng quan về phụ gia chống cháy, một trong số những phụ gia phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất nhựa, chúng tôi hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn có được hiểu biết về các chất phụ gia nói trên đồng thời lựa chọn được chất phụ gia phù hợp trong sản xuất các sản phẩm nhựa. HD Chemicals chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp các loại hóa chất, phụ gia, trong đó có phụ gia ngành nhựa chất lượng cao, được nhập khẩu với đầy đủ chứng nhận chất lượng sản phẩm.
