Nhựa chống cháy: Xưa và nay

Chất chống cháy là một loại hóa chất được thiết kế để cung cấp khả năng chống cháy thụ động cho polyme trong các tình huống rủi ro hỏa hoạn cụ thể. Khả năng chống cháy do chất chống cháy cung cấp có thể khác nhau, từ khả năng chống cháy đến làm chậm quá trình lan truyền ngọn lửa/phát nhiệt đến giảm khói và khí độc. Chất chống cháy có thể được sử dụng để thực hiện nhiều biện pháp an toàn nếu được lựa chọn và thực hiện đúng cách. Điều quan trọng cần nhớ là mọi giải pháp chống cháy phải được tùy chỉnh cho một loại polyme cụ thể và cho một thử nghiệm cụ thể. Nói cách khác, chất chống cháy là hóa chất được sử dụng trong nhựa nhiệt dẻo, bộ nhiệt, dệt may và chất phủ để ngăn chặn hoặc chống lại sự lây lan của lửa.

Chất chống cháy là ví dụ về các chất phụ gia polyme được thêm vào nhựa tại một số thời điểm trong quá trình sản xuất để mang lại lợi ích cụ thể cho nhựa (chẳng hạn như cải thiện các tính chất cơ, nhiệt hoặc điện, màu sắc và khả năng chống oxy hoặc tia cực tím) mà cơ sở là polyme không thể tự cung cấp được. Một điều quan trọng cần hiểu là không có chất chống cháy phổ biến nào vì vật liệu hoạt động tốt với polyme trong một thử nghiệm cụ thể có thể không phù hợp với cùng một loại polyme trong một thử nghiệm khác hoặc với một loại polyme khác trong cùng một thử nghiệm đó. Bài kiểm tra. Mỗi ứng dụng chống cháy phải được điều chỉnh cho phù hợp với một loại polyme cụ thể trong một thử nghiệm cụ thể. Việc phát triển các ứng dụng chống cháy mới đòi hỏi phải nghiên cứu kỹ lưỡng và chú ý cẩn thận đến hóa học polyme, đặc tính phân hủy nhiệt của polyme và cơ chế chống cháy.

Năm 2009, thị trường toàn cầu về hóa chất chống cháy đạt hơn 3 tỷ bảng Anh, với giá trị hơn 4 tỷ USD. Con số này dự kiến sẽ đạt 6,1 tỷ USD vào năm 2014. Các ứng dụng quan trọng bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử và hàng điện, thảm, dệt may, vận tải công cộng (tàu hỏa, tàu thủy và tàu điện ngầm), xây dựng, quân sự, dây điện và cáp.

Chất chống cháy phổ biến nhất là chất chống cháy brôm, được sử dụng phổ biến do hiệu quả tuyệt vời của chúng trong nhiều loại polyme và ứng dụng cũng như giá thành thấp. Những vật liệu này đã được biết đến từ những năm 1930 và đã được chứng minh là có hiệu quả. Tuy nhiên, việc sử dụng một số chất chống cháy đã gây ra những lo ngại liên quan đến môi trường và sức khỏe nên chúng phải bị thu hồi. Ví dụ, biphenyl polychlorin hóa (PCB) đã bị cấm vào năm 1977 khi người ta phát hiện ra rằng chúng độc hại. EU đã cấm một số loại ete diphenyl polybrominated (PBDE) kể từ năm 2008; 10 năm sau khi Thụy Điển phát hiện chúng đang tích tụ trong sữa mẹ.

Liên quan đến các vấn đề môi trường, có hai sự kiện môi trường quan trọng đã thu hút sự chú ý của công chúng và dẫn đến sự phản đối chung đối với hóa chất ở Thế giới phương Tây. Chúng bao gồm Vụ sương mù lớn ở Luân Đôn (Vương quốc Anh, 1952), gây ra nhiều ca tử vong do khí thải và vụ cháy sông Cuyahoga (gần Cleveland, Ohio, Hoa Kỳ, 1969), nơi nước ‘bốc cháy’ do xử lý hóa chất không đúng cách. Năm 2006, Pentabromodiphenyl ether và Octabromodiphenyl ether đã được nhà sản xuất lớn cuối cùng của các hóa chất này tự nguyện thu hồi (Great Lakes Chemical Corporation, hiện là một phần của Chemtura) và được Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) quản lý chặt chẽ ở Hoa Kỳ, do đó đảm bảo rằng sẽ có không có việc sử dụng lớn các hóa chất này.

Ngoài ra, vào tháng 5 năm 2012, Chicago Tribune đã xuất bản một bài báo rất giàu thông tin kêu gọi cấm toàn bộ nhóm hóa chất chống cháy. Tờ Chicago Tribune đã đề cập trong bài báo rằng các hóa chất độc hại được sử dụng trong các sản phẩm nhựa có liên quan đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm ung thư, các vấn đề về phát triển, suy giảm thần kinh và suy giảm khả năng sinh sản.

Ghi nhớ những nhược điểm nêu trên của chất chống cháy, một trong những thay đổi lớn đã xảy ra trong năm qua; các chất chống cháy đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ (chẳng hạn như ete diphenyl brôm và hexabromocyclododecane (HBCD) sẽ không còn được phép sử dụng sau cuối năm 2013 hoặc 2014.  Ngay cả với một số trường hợp ngoại lệ theo quy định quốc gia, thời gian sử dụng kéo dài của các chất chống cháy này khó có thể xảy ra vượt quá một hoặc hai năm.

Do tất cả những vấn đề liên quan này, các nhà sản xuất chất chống cháy đã nghĩ đến việc tung ra một số chất chống cháy khác nhau, vô hại với môi trường và không gây lo ngại về sức khỏe.

Có gì mới trong Chất chống cháy?

Với lệnh cấm chất chống cháy brôm, nhiều công ty đã tìm ra chất thay thế mới. Trong nhiều trường hợp, chất thay thế là polyme brôm polyme. Điều này là do vật liệu polyme có xu hướng tác động đến môi trường thấp hơn nhiều (các yếu tố tích lũy sinh học và độc tính thấp) so với các phân tử nhỏ. Việc sử dụng chất chống cháy polyme là một trong những xu hướng có thể sẽ tiếp tục khi các nhà sản xuất chất chống cháy cải tiến công nghệ này. Thật vậy, chất chống cháy polyme có một số lợi thế vượt trội xét từ góc độ sản xuất so với chất chống cháy mà chúng đang thay thế. Cụ thể, chúng có thể sẽ dễ dàng nấu chảy hợp chất thành nhựa hơn và có thể mang lại sự cân bằng tốt hơn về các đặc tính trong các sản phẩm nhựa cuối cùng vì sản phẩm cuối cùng sẽ là hỗn hợp polyme/polyme, không phải là polyme có chất độn/chất phụ gia. Các chất phụ gia polyme này, với tên thương mại như GreenArmor (Albemarle), Emerald Innovation (Great Lakes) và FR122 (Israel Chemicals), là xu hướng mới cho năm 2012 và có khả năng sẽ tiếp tục.

Chất chống cháy không halogen hóa thương mại mới

Nhóm chất chống cháy không halogen hóa mới đầu tiên là các hợp chất phosphonate polyme/oligomeric được tạo ra bởi một

công ty được gọi là FRX Polymers. FRX Polymers có nhiều loại phụ gia polyme và oligome phản ứng, tất cả đều có thể tan chảy, kết hợp với các polyme khác hoặc có thể được sử dụng trực tiếp làm vật liệu chống cháy vốn có. Các ứng dụng trong sợi, điện tử, giao thông vận tải (hàng không vũ trụ, tàu hỏa), xây dựng đã được khẳng định. Các polyme có vẻ hiệu quả nhất là những polyme có chứa oxy trong khung polyme, bao gồm polycarbonate, polyester [không bão hòa, poly (ethylene terephthalate), poly (butylene terephthalate)], polyurethan nhựa nhiệt dẻo và epoxies.

Một công ty khác là Israel Chemicals Limited gần đây đã cho ra mắt Fyrol HF-5, một chất chống cháy polyme không chứa halogen khác. Nó chứa hàm lượng phốt pho cao, điều này cho thấy rằng nó có thể có hiệu quả trong các bọt polyurethane dẻo được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, nệm và đồ nội thất.

Lớp phủ bảo vệ – Phương pháp chống cháy mới

Một cách khác để đạt được khả năng bảo vệ chống cháy trong vật liệu nhựa nhiệt dẻo là sử dụng lớp phủ bảo vệ. Có hai cách tiếp cận đáng chú ý liên quan đến nhựa nhiệt dẻo. Đầu tiên là việc sử dụng lớp phủ phản chiếu tia hồng ngoại trên nhựa nhiệt dẻo để vật liệu không bao giờ nóng lên đủ mức để phân hủy nhiệt và bốc cháy.

Một phương pháp phủ bảo vệ khác được cung cấp bằng cách sử dụng lớp phủ từng lớp (LbL). Chúng đã được sử dụng thành công cho hàng dệt và xốp.

Chất chống cháy cho sản xuất phụ gia nhựa

Trong năm qua, một công nghệ hoàn toàn mới đã mở ra những thị trường mới, những ứng dụng mới và tiềm năng đưa hoạt động sản xuất hàng nhựa đến với nhiều công ty hơn. Công nghệ gây ra sự thay đổi bùng nổ này được gọi là sản xuất bồi đắp hoặc in 3D. Sản xuất bồi đắp có tiềm năng tạo ra các bộ phận, thiết kế và hình dạng tùy chỉnh bằng nhựa có sẵn, khá giống về nhiều mặt với cách máy in làm cho chữ viết trở nên dễ tiếp cận hơn nhiều.

Câu hỏi đặt ra là Chất chống cháy xuất hiện như thế nào?

Câu trả lời có thể được tìm thấy bằng cách kiểm tra ứng dụng của các bộ phận được in. Cụ thể hơn bằng cách kiểm tra việc sử dụng các bộ phận được in và mọi nguy cơ hỏa hoạn liên quan đến các ứng dụng đó.

Nếu bạn chỉ in một món đồ chơi hoặc một hình dạng gọn gàng để sử dụng làm mô hình thì bất kỳ loại nhựa nào tương thích với quy trình in 3D đều được chấp nhận. Nhưng nếu bạn đang tạo một thùng máy tùy chỉnh cho một ứng dụng điện tử hoặc một bộ phận tùy chỉnh thì có thể có nguy cơ hỏa hoạn liên quan đến nó. Nếu có khả năng xảy ra đoản mạch điện gần bộ phận bằng nhựa thì có thể cần phải có khả năng chống cháy và nhu cầu này có thể không được đáp ứng bằng nhựa nhiệt dẻo thông thường được sử dụng để in 3D (thường là HIPS hoặc ABS).

Ngoài tất cả những phát triển này trong lĩnh vực chất chống cháy, nhiều hội nghị khác nhau đang được tổ chức ở cấp độ quốc tế, nơi các chuyên gia trong lĩnh vực này cùng nhau thảo luận về việc sản xuất chất chống cháy không gây nguy hiểm cho môi trường cũng như sức khỏe. của chúng sinh. Tất cả chúng ta đều đồng ý rằng chất chống cháy là cần thiết vì chúng có thể ngăn chặn cháy nhưng các nhà sản xuất chất chống cháy nên thử và đưa ra những công thức không ảnh hưởng đến sức khỏe của mọi sinh vật cũng như đảm bảo an toàn cho môi trường.

HXS Vina cung cấp mực in nhựa chống cháy (T822), vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin.