1.3 Lợi ích khi dùng phụ gia chậm cháy Trang 13 quá trình cháy, một số vai trò của các chất chậm cháy có thể được thể hiện bởi:- Làm chậm khả năng phân hủy và bắt cháy của vật liệu, -
PHAN XUÂN TRANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN XUÂN TRANG KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG PHỦ CHỐNG CHÁY TRÊN CÁC VẬT LIỆU DỄ BẮT CHÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HĨA HỌC KHỐ 2016A Hà Nội – Năm 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113856661000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN XUÂN TRANG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG PHỦ CHỐNG CHÁY TRÊN CÁC VẬT LIỆU DỄ BẮT CHÁY Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS LA THẾ VINH Hà Nội – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đặc biệt sâu sắc đến PGS.TS La Thế Vinh tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cám ơn sở đào tạo, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi thời gian sở vật chất giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin cám ơn Lãnh đạo Viện Kỹ thuật Hóa học, q thầy Viện Kỹ thuật Hóa học môn Công nghệ chất Vô giúp đỡ động viên tơi q trình thực đề tài luận văn Tôi xin cảm ơn gia đình, anh chị em học viên động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Cuối xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Thủ trưởng đơn vị Viện Hóa học - Mơi trường quân sự/BTL Hóa học tạo điều kiện thời gian sở vật chất, lời động viên suốt trình thực luận văn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tơi nhóm nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Phan Xuân Trang MỤC LỤC Trang Mở đầu Phần I: Tổng quan 11 11 1.1 Quá trình cháy điều kiện xảy trình cháy 12 1.2 Khái niệm chất chậm cháy 12 1.3 Lợi ích dùng phụ gia chậm cháy 13 1.4 Các chế làm chậm cháy 14 1.4.1 Cơ chế vật lý 15 1.4.2 Cơ chế hóa học 15 1.5 Phân loại chất phụ gia chậm cháy 16 1.5.1 Hợp chất halogen hữu 18 1.5.2 Hợp chất chậm cháy chứa phospho hữu 19 1.5.3 Hợp chất chậm cháy chứa nitơ 19 1.5.4 Các chất chậm cháy hệ vơ 22 1.6 Tổng quan tình hình cháy nổ Việt Nam 22 1.6.1 Tình hình cháy, nổ Việt Nam 23 1.6.2 Các nguyên nhân gây cháy, nổ phổ biến 1.6.3 Các phương pháp phòng chống cháy nổ hữu hiệu 24 24 1.7 Màng phủ chống cháy 25 1.7.1 Một số nghiên cứu màng phủ chống cháy giới 1.7.2 Một số nghiên cứu màng phủ chống cháy Việt Nam 27 30 1.8 Cấu trúc phân tử số vật liệu dễ bắt cháy 30 1.8.1 Cấu trúc vải sợi 30 1.8.2 Cellulose ( xét vật liệu điển hình cotton) 32 1.8.3 Cấu trúc giấy 33 1.8.4 Cấu trúc xốp 34 Phần II: Phương pháp nghiên cứu đánh giá kết 34 2.1 Các hóa chất cần thiết 34 2.2 Quy trình tổng hợp amoni polyphosphate 34 2.3 Phương pháp đánh giá chất phụ gia 35 2.4 Phương pháp thử cháy vật liệu Phần III: Kết thảo luận 3.1 Tổng hợp phụ gia chậm cháy APP 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tạo APP 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thể tích axit H 3PO tham gia phản ứng 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng urê tham gia phản ứng 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng 3.3 Nghiên cứu thành phần hóa học, cấu trúc tính chất vật 42 42 42 42 43 44 45 liệu APP tổng hợp 3.3.1 Thành phần hóa học vật liệu APP tổng hợp 3.3.2 Tính chất vật liệu APP tổng hợp 3.3.3 Cấu trúc vật liệu APP tổng hợp 3.3.4 Nhóm chức vật liệu APP tổng hợp 3.4 Nghiên cứu ứng dụng APP chế tạo màng phủ chống cháy 3.5 Tạo lớp màng phủ chống cháy khảo sát khả chống cháy màng phủ 3.5.1 Kết thử cháy theo chiều ngang 3.5.2 Kết thử cháy theo chiều thẳng đứng Kết luận Kiến nghị 45 45 48 50 52 53 53 54 55 56 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình Tam giác cháy - Điều kiện cho việc hình thành trình cháy Hình Thời gian hiểm khơng sử dụng sử dụng chất phụ gia chậm cháy Hình Cơ chế chậm cháy tác nhân halogen Hình Sự tạo thành gốc tự trình cháy etan Hình Cơ chế tác dụng tác nhân chậm cháy nhơm hydroxit Hình Sơ đồ cấu trúc phân tử amoni polyphosphat Hình Cơ chế chậm cháy tác nhân amoni polyphosphate Hình Thực nghiệm đốt cháy 10000C vật liệu phủ sơn chống cháy nano vỏ làm từ vỏ trấu Hình Bên phải gỗ phủ sơn chống cháy công nghệ nano vỏ trấu bị đốt không thủng Bên trái gỗ phủ sơn chống cháy Đức bị đốt sau 22 phút Hình 10 Phân loại vải sợi theo thành phần hóa học Hình 11 Cấu tạo Cellulose Hình 12 Cấu trúc sợi cotton Hình 13 Các sản phẩm xốp Hình 14 Phương pháp đốt theo chiều ngang – đánh giá mức HB Hình 15 Phương pháp thử đánh giá mức V-0, V-1, V-2 Hình 16 Các thông số thực nghiệm chủ yếu thử nghiệm đánh giá tốc độ cháy mẫu theo mức V-0, V-1, V-2 Hình 17 Phương pháp thử đánh giá mức 5VA, 5VB Hình 18 Phương pháp thử đánh giá mức VTM-0, VTM-1, VTM-2 Hình 19 Giản đồ phân tích nhiệt TG/DTA mẫu amoni polyphosphat Hình 20 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) mẫu phụ gia chậm cháy Hình 21 Giản đồ nhiễu xạ tia X APP I theo Watanabe, M., cộng Hình 22 Phổ hồng ngoại chất phụ gia chậm cháy tổng hợp 11 13 16 17 20 21 22 28 29 30 30 31 33 36 37 37 39 40 46 49 50 51 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng Các yêu cầu HB tiêu chuẩn UL94:2010 36 Bảng Các mức yêu cầu V-0, V-1, V-2 tiêu chuẩn UL94:2010 38 Bảng Các mức yêu cầu 5VA, 5VB tiêu chuẩn UL94:2010 39 Bảng Các mức yêu cầu V-0, V-1, V-2 tiêu chuẩn UL94:2010 40 Bảng Ảnh hưởng thể tích axit H 3PO đến hiệu suất tạo thành 43 APP Bảng Ảnh hưởng khối lượng ure đến hiệu suất tạo thành APP 43 Bảng Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo thành 44 APP MỞ ĐẦU Trong năm gần vụ cháy mức độ lớn nhỏ không giảm mà có xu hướng tăng lên nước ta Những vụ cháy liên quan đến nhà cao tầng, chợ, trung tâm thương mại, khu chung cư có chiều hướng gia tăng lên số lượng vụ hỏa hoạn mức độ nghiêm trọng, thiệt hại gây nên tính mạng người cải Ví dụ vụ cháy trung tâm thương mại thành phố Hải Dương (15/9/2013) ước tính thiệt hại 500 tỷ đồng, vụ cháy chợ Quảng Ngãi (9/2/2012) gây thiệt hại 200 tỷ đồng; vụ cháy chợ Lớn (16/12/2006) gây thiệt hại gần 200 tỷ đồng Hay gần vụ cháy tầng hầm chung cư CT4 khu thị Xa La (11/10/2015), có gần 300 xe gắn máy bị thiêu rụi hoàn toàn Nguyên nhân gây tử vong cho người vụ cháy nhiệt độ, khí khói Do tác hại nghiêm trọng gây mà từ lâu hỏa hoạn xếp vào bốn đại họa loài người Khi xảy cháy nổ đồ dùng giấy, gỗ, nhựa, vải loại vật liệu dễ bắt lửa nhất, sản sinh lượng nhiệt cao làm trì phát triển đám cháy, ngồi cịn tạo lượng khói lớn gây ngạt khí giảm tầm nhìn làm cho người bị nạn khó ngồi Với tình hình cháy nổ xảy ngày tăng nay, đặc biệt thường xảy tòa nhà cao tầng, cửa hàng, siêu thị, … với công tác chữa cháy gặp nhiều khó khăn người phương tiện, biện pháp cấp bách đề cao cơng tác phịng cháy, biện pháp tích cực chủ động, hiệu Tuy việc phòng cháy triệt để phải loại trừ toàn nguồn gốc gây cháy khỏi hoạt động người, thực tế người ta chưa làm điều đó, vấn đề phức tạp, khó khăn Vì thế, song song với công tác nghiên cứu giải tận gốc nguồn gốc gây cháy nổ, các biện pháp nhằm hạn chế giảm thiểu trình cháy việc sử dụng vật liệu chậm cháy hoạt động đời sống người, nhằm hạn chế đến mức thấp hậu vụ cháy gây Một số vật liệu chậm cháy sử dụng phổ biến giới sơn màng phủ chậm cháy nhằm cách ly vật liệu với nguồn cháy giảm thiểu trình trì cháy Trong sống hàng ngày, thường sử dụng vật liệu có khả bắt cháy cao nên cố cháy nổ mức độ lớn nhỏ khác chiếm số khơng nhỏ gây thiệt hại người của, làm cho sinh hoạt sản xuất bị biến động Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo màng phủ chống cháy vật liệu dễ bắt cháy sử dụng sản xuất dân dụng có ý nghĩa to lớn mặt kinh tế hiệu xã hội Với ý nghĩa tâm quan trọng vậy, chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo màng phủ chống cháy vật liệu dễ bắt cháy” với mục tiêu nghiên cứu chế tạo màng phủ chậm cháy thân thiện mơi trường có khả phủ lên bề mặt sản phẩm dễ bắt cháy giấy, gỗ, nhựa, xốp nhằm cải thiện tính chất chống cháy sản phẩm không ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng 10