Việt Nam nghiên cứu thành công vật liệu chống cháy, tiềm năng ứng dụng cho nhiều ngành sản xuất

[Linh Pham]

Đây là một trong những kết quả nổi bật của đề tài nghiên cứu “Ứng dụng một số vật liệu cấu trúc nano trong chế tạo nanocompozit có khả năng chống cháy cao và cơ tính tốt”, do PGS.TS. Hoàng Mai Hà (Viện Hóa học) chủ trì, được triển khai từ tháng 1/2024 đến tháng 6/2026.

Trong quá trình thực hiện, nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công nhiều loại vật liệu nano đóng vai trò là phụ gia chống cháy, bao gồm vật liệu khung cơ – kim (MOF), hydrotalcit và các khoáng phyllosilicat đã được biến tính. Nhờ kích thước siêu nhỏ và cấu trúc đặc biệt, các vật liệu này có khả năng hình thành lớp bảo vệ khi gặp nhiệt độ cao, từ đó làm chậm quá trình cháy lan và đồng thời góp phần gia tăng độ bền cho vật liệu nền.

Một điểm đáng chú ý là nhóm đã chế tạo được ba loại vật liệu lai nano mới gồm DOPO-LDH, MOF-DOPO và HNT@DA. Những vật liệu này là sự kết hợp giữa hợp chất chứa photpho có khả năng chống cháy với cấu trúc nano có tác dụng “che chắn”, tạo nên lớp bảo vệ hiệu quả hơn khi vật liệu tiếp xúc với lửa. So với các phụ gia chống cháy truyền thống, các vật liệu mới không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn thân thiện hơn với môi trường và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.

Từ các phụ gia nano này, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công nhiều loại vật liệu chống cháy trên các nền polymer phổ biến như nhựa polyetylen (PE), xốp polyurethane (PU) và nhựa epoxy. Kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu HDPE sau khi bổ sung phụ gia đạt tiêu chuẩn chống cháy UL-94 V-0, đồng thời vẫn giữ được độ bền và độ dẻo cần thiết. Đối với xốp polyurethane, vật liệu cải tiến có khả năng chống cháy cao hơn, hạn chế bắt lửa mà vẫn đảm bảo tính chịu lực. Đặc biệt, với hệ epoxy, vật liệu không chỉ đạt tiêu chuẩn chống cháy UL-94 V-0 mà còn duy trì độ bền kéo gần 61 MPa và khả năng chịu va đập tốt.

Những kết quả này cho thấy nhóm nghiên cứu đã giải quyết được một thách thức quan trọng trong lĩnh vực vật liệu chống cháy, đó là nâng cao khả năng chống cháy mà không làm suy giảm các tính chất cơ học. Song song với việc phát triển sản phẩm, nhóm cũng tiến hành nghiên cứu cơ chế hoạt động của các phụ gia nano thông qua các phương pháp phân tích nhiệt, cấu trúc và sản phẩm phân hủy sau cháy. Nhờ đó, cơ chế phối hợp giữa các thành phần trong vật liệu khi xảy ra cháy đã được làm rõ, tạo nền tảng khoa học cho việc thiết kế các vật liệu tối ưu hơn trong tương lai.

Trong khuôn khổ đề tài, quy trình chế tạo vật liệu đã được hoàn thiện ở quy mô thử nghiệm, với vật liệu trên nền nhựa PE đạt quy mô 1 kg mỗi mẻ và vật liệu trên nền xốp PU đạt quy mô 100 g mỗi mẻ. Các sản phẩm thu được bao gồm vật liệu khung cơ – kim, khoáng phyllosilicat biến tính và các nanocompozit chống cháy trên nền polyetylen và polyurethane.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã công bố ba bài báo quốc tế thuộc danh mục SCI/SCIE trên các tạp chí uy tín như RSC Advances và Journal of Applied Polymer Science, cùng nhiều công trình trong nước và báo cáo tại các hội nghị khoa học.

Việc phát triển thành công các vật liệu chống cháy dựa trên công nghệ nano được kỳ vọng sẽ góp phần thúc đẩy nghiên cứu vật liệu tiên tiến tại Việt Nam, đồng thời mở ra hướng ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm polymer an toàn hơn, thân thiện với môi trường, phục vụ hiệu quả cho các lĩnh vực như xây dựng, điện tử, giao thông và công nghiệp chế tạo trong thời gian tới.

Nếu bạn muốn mình rút gọn thành bản tin ngắn, viết lại theo phong cách báo chí hoặc thuyết minh dễ hiểu hơn, mình có thể chỉnh tiếp.