Nguyên liệu chế tạo vật liệu composite chống cháy

Các ngành công nghiệp dựa vào vật liệu composite chống cháy để nâng cao độ an toàn và độ bền trong môi trường có nhiệt độ cao và ngọn lửa. Những vật liệu này kết hợp các yếu tố khác nhau để tạo ra một lá chắn chắc chắn chống lại sự nguy hiểm của hỏa hoạn. Bài viết này xem xét chi tiết các thành phần chính tạo nên vật liệu tổng hợp chống cháy đồng thời nêu rõ vai trò của chúng trong việc đảm bảo khả năng phục hồi chống lại hỏa hoạn.

1. Phụ gia chống cháy:

Phụ gia chống cháy rất quan trọng vì chúng giúp cải thiện khả năng chống cháy của vật liệu composite. Các chất phụ gia như vậy có thể bao gồm chất làm chậm cháy được halogen hóa, chất làm chậm cháy dựa trên phốt pho và chất phụ gia gây phồng. Chất chống cháy halogen hóa giải phóng khí halogen khi tiếp xúc với ngọn lửa, gây cản trở quá trình đốt cháy. Chất chống cháy gốc phốt pho hoạt động bằng cách ức chế phản ứng đốt cháy khiến nó tạo thành lớp than bảo vệ. Các chất phụ gia phồng rộp trải qua quá trình trương nở khi tiếp xúc với nhiệt, do đó tạo thành một lớp cách nhiệt dày làm chậm quá trình lan rộng của ngọn lửa.

2. Sợi chịu nhiệt độ cao:

Sợi aramid như Kevlar, sợi carbon và sợi gốm là những ví dụ về sợi chịu nhiệt độ cao được sử dụng trong vật liệu tổng hợp chống cháy. Chúng cung cấp tính toàn vẹn về cấu trúc và khả năng chịu nhiệt cho vật liệu. Sợi aramid có độ bền kéo tuyệt vời và có khả năng chịu nhiệt cao để sử dụng trong các ứng dụng cần bảo vệ chống lại nhiệt độ cao. Sợi carbon cho thấy độ ổn định nhiệt cao cũng như giá trị giãn nở nhiệt thấp khiến chúng trở nên lý tưởng trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt. Sợi gốm có đặc tính cách nhiệt tuyệt vời, do đó cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao.

3. Nhựa chống cháy:

Việc lựa chọn loại nhựa phù hợp là rất quan trọng để đạt được mức độ chống cháy mong muốn trong vật liệu tổng hợp chống cháy. Trong số các loại nhựa thường được sử dụng này có nhựa phenolic, nhựa epoxy, nhựa silicone và một số loại nhựa khác có thể chịu được nhiệt độ cao mà không bị phân hủy hoặc bị hư hỏng quá dễ dàng khi đốt hoặc nóng chảy. Nhựa phenolic được biết đến là có khả năng chống cháy tuyệt vời và đặc tính phát thải khói thấp, khiến cho chúng phù hợp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ và xây dựng. Nhựa Epoxy có độ bền cơ học cao cùng với đặc tính bám dính bên cạnh đó là vật liệu chống cháy tốt. Nhựa silicone được biết đến với khả năng chịu nhiệt đặc biệt cũng như khả năng chống chịu thời tiết, do đó làm tăng thêm độ bền tổng thể của vật liệu composite.

4. Chất độn vô cơ:

Các chất độn vô cơ như alumina trihydrat (ATH), silica, magie hydroxit, v.v., được thêm vào vật liệu tổng hợp chống cháy để tăng cường khả năng chống cháy cũng như tính chất cơ học của chúng. ATH được sử dụng rộng rãi trong chất độn chống cháy vì nó có khả năng giải phóng hơi nước khi tiếp xúc với nhiệt, do đó làm nguội vật liệu và dập tắt quá trình đốt cháy. Các hạt nano silica có thể cải thiện khả năng chống cháy bằng cách tạo ra rào cản chống nhiệt và ngọn lửa trong vật liệu tổng hợp trong khi Magiê hydroxit vừa đóng vai trò là chất chống cháy vừa là chất khử khói, do đó làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng của công thức hỗn hợp chống cháy.

Vật liệu composite chống cháy cung cấp sự bảo vệ vô giá chống lại rủi ro hỏa hoạn trên các lĩnh vực ứng dụng khác nhau bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô, xây dựng công trình, điện tử, v.v. Việc kết hợp các chất phụ gia chống cháy, sợi chịu nhiệt độ cao, nhựa chống cháy và chất độn vô cơ giúp duy trì các vật liệu này tính toàn vẹn về cấu trúc và độ bền đồng thời thể hiện các đặc tính chống cháy tuyệt vời. Hiểu rõ những gì tạo nên vật liệu composite chống cháy là điều bắt buộc trong khi thiết kế các sản phẩm tối đa hóa độ an toàn và độ tin cậy trong điều kiện dễ cháy.