Bài tiểu luận môn quá trình hoàn tất vải (21)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.44 MB, 25 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
⁕⁕⁕⁕⁕⁕
TIỂU LUẬN MƠN HỌC
Cơng nghệ hồn tất vải
⁕⁕⁕⁕⁕⁕
CHỦ ĐỀ
CƠNG NGHỆ CHỐNG CHÁY
CHO VẢI
NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN – 05CLC:
1. Nguyễn Thanh Bình An
20109077
2. Lê Thị Ngọc Hoàn
20109122
3. Phạm Thị Phương Thảo
20109010
GVHD: Th.S Nguyễn Tuấn Anh
Tp.Thủ Đức, 04 tháng 06 năm 2022
1
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA VIẾT TIỂU LUẬN
HỌ VÀ TÊN SINH
MÃ SỐ
TỶ LỆ % HỒN
VIÊN
SINH VIÊN
THÀNH
1
Nguyễn Thanh Bình An
20109077
100%
2
Lê Thị Ngọc Hoàn
20109122
100%
3
Phạm Thị Phương Thảo
20109010
100%
STT
Ghi chú:
-
Tỷ lệ % = 100%
-
Trưởng nhóm: Nguyễn Thanh Bình An
Nhận xét của giáo viên:
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Ngày ............ tháng......... năm.......
Giáo viên chấm điểm
2
MỤC LỤC
1. PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 4
1.1
Lí do chọn đề tài ............................................................................................... 4
1.2
Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 4
1.3
Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 4
1.4
Thực trạng ........................................................................................................ 5
2. PHẦN NỘI DUNG ................................................................................................. 6
2.1 Khái niệm “chống cháy” ..................................................................................... 6
2.2 Nguyên lý sinh cháy và chống cháy của vải ....................................................... 7
2.3 Tầm quan trọng của công nghệ chống cháy ....................................................... 9
2.4 Những phương pháp xử lý chống cháy cho vải thông thường ........................ 10
2.5 Vải chống cháy chuyên dụng ............................................................................ 13
2.6 Quy trình sản xuất vải chống cháy – vải thủy tinh phủ silicone hitex ............ 18
2.7 Ứng dụng của vải chống cháy vào đời sống ..................................................... 21
3. PHẦN KẾT LUẬN .............................................................................................. 22
PHỤ LỤC – BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ TRONG NHĨM ........................ 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 25
3
1. PHẦN MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài
Ngành cơng nghiệp dệt hiện nay đã và đang phát triển mạnh mẽ, sản phẩm dệt
may không những phục vụ cho may mặc mà cịn dùng cho các mục đích kỹ thuật, công
nghiệp khác. Các mặt hàng dệt may rất đa dạng và phong phú. Do nhu cầu sử dụng
ngày càng cao của con người, sản phẩm dệt may khơng chỉ có những tính chất thơng
thường mà cịn phải có tính tiện nghi và có các tính chất tạo ra các chức năng đặc biệt
khác. Trong số các mặt hàng vải có chức năng đặc biệt thì vải chống cháy và ngày càng
được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và được sử dụng nhiều ở các nước trên thế giới vì
vải là vật liệu dễ cháy, dễ bắt lửa, có nguy cơ gây hỏa hoạn, gây thiệt hại lớn về tài sản
và tính mạng con người.Tuy nhiên,việc nghiên cứu các cơng nghệ sản xuất vải chống
cháy ở nước ta chưa được phổ biến, đặc biệt là vải được xử lý hạn chế cháy. Đây chính
là lý do nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài “Công nghệ chống cháy
cho vải ”.
1.2 Đối tượng nghiên cứu
Nhóm thực hiện nghiên cứu trên hai loại vải thông thường (vải bông) và các vải
chống cháy chuyên dụng như sau:
[1] Nghiên cứu sử dụng vải bơng (cotton) sau tiền xử lý có các đặc trưng cấu trúc:
-
Chi số sợi dọc: 20/2
-
Chi số sợi ngang: 20/1
-
Mật độ sợi:
o Sợi dọc: 108 sợi /5cm
o Sợi ngang: 82 sợi /5cm
-
Kiểu dệt: chéo 3/1
-
Khối lượng vải: 200g/m2
-
Khổ vải: 160cm
[2] Nghiên cứu các loại vải chống cháy chuyên dụng, cụ thể là vải thủy tinh phủ
silicone hitex.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
4
Trong dân sự vải chống cháy được dùng trong trang trí nội thất cho nhà riêng,
cơng sở, rèm, thảm, vải bọc lót… Trong cơng nghiệp vải chống cháy được sử dụng cho
may quần áo bảo hộ lao động cho công nhân luyện kim, gốm sứ, quần áo bảo vệ cho
công an phòng cháy chữa cháy. Trong lĩnh vực quốc phòng vải chống cháy được sử
dụng làm quần áo cho quân nhân làm việc trong môi trường tiếp xúc với vật liệu dễ cháy
như trong chế tạo bom mìn…ngồi ra vải chống cháy còn được dùng làm vật liệu che
phủ kho tàng, phương tiện vận chuyển, lều bạt.
1.4 Thực trạng
Nhiều nước trên thế giới, trong một số lĩnh vực vải chống cháy được sử dụng như
là một tiêu chuẩn bắt buộc như trong quốc phịng, lính cứu hỏa, quần áo bảo vệ, bảo hộ
lao động, trong nhà hàng, khách sạn…Ở Việt Nam việc sử dụng vải chống cháy chưa là
tiêu chuẩn bắt buộc. Trước kia khi nền kinh tế chưa phát triển và hội nhập thì chỉ có
ngành phịng cháy chữa cháy hoặc trong quân đội là có nhu cầu sử dụng. Hiện nay kinh
tế phát triển và hội nhập quốc tế thì nhu cầu sừ dụng sản phẩm dệt chống cháy với mục
đích dân dụng ngày một tăng cao. Bên cạnh đó tình hình cháy nổ hiện nay ngày càng
xảy ra nhiều. Có những vụ cháy nổ đặc biệt nghiêm trọng đã ảnh hưởng nhiều đến kinh
tế và an sinh xã hội. Vì vậy, nghiên cứu thiết kế quần áo chóng cháy đã và đang được
nhiều quốc gia quan tâm. Nghiên cứu tổng quan về quần áo chống cháy là cần thiết, để
từ đó đặt tiền đề cho việc thiết kế loại quần áo này trong điều kiện Việt Nam.
5
2. PHẦN NỘI DUNG
2.1 Khái niệm “chống cháy”
Các quá trình xử lý chống cháy bản chất là tạo cho vật liệu dệt khả năng cháy
chậm - fire retardant (ít dùng thuật ngữ chống cháy - flameproof). Khả năng chống cháy
của vật liệu phụ thuộc bản chất của vật liệu và q trình xử lý vật liệu sau đó.
Khả năng chống cháy của vật liệu được xác định dựa trên chỉ số LOI (Limited
Oxygen Index - Chỉ số oxy tối thiểu để duy trì sự cháy) qua đó chỉ số càng lớn càng khó
bắt cháy. Một số ví dụ về chỉ số LOI của xơ sợi: PAN = 18, PE = 18, Cellulose = 19,
PES = 21, PVA = 22, Nylon = 23, Len = 25.2, Modacrylic = 16.8, Aramide = 28.5,
Carbon = 60. Chỉ số LOI < 25 đều dễ bắt lửa (dễ cháy) thông dụng như cenllulose, len,
xơ tổng hợp.
Hiện nay trên vải có ba kiểu xử lý chống cháy là:
- Xử lý chống cháy không bền cho vải bông được biết tới hơn 2000 năm trước
dựa trên các chất tan trong nước như borax, acid boric, ammonia sulfate, diamonia
phosphate dùng cho vải không giặt thường xuyên (hoặc nạp lại sau mỗi lần giặt). Các
chất này ít gây ảnh hưởng đến các tính chất khác của vải, dễ kiếm, rẻ tiền… tuy nhiên
dễ bị tan trong nước. Ứng dụng lớn nhất của xử lý này cho vải trang trí nội thất (rèm
cửa, màn, phông nhà hát).
- Xử lý chống cháy nửa bền có cơng nghệ khơng khác nhiều chống cháy bền chỉ
khác hóa chất sử dụng và giá cả. Các chất này chịu được khoảng 15 lần giặt như các
chất ure, acid phosphoric… thích hợp cho các sản phẩm ứng dụng như vải trải giường,
vải phủ nệm, vải bọc, nếu bền ánh sáng thì có thể dùng làm tăng bạt, vải che phủ…
- Xử lý chống cháy bền chủ đạo của chống cháy hàng dệt dựa theo nguyên lý:
+ Loại trừ oxy bằng cách phân cách nhiên liệu (xơ và khí sinh cháy được) khỏi
chất oxy hóa (oxy khơng khí), sự cháy sẽ suy tàn và tắt. Nguyên nhân là do chất chống
cháy (HCl, Cl2, HBr) sinh ra lượng lớn khí khơng cháy khi nhiệt phân . Các chất này
được gọi là chất chống cháy pha hơi hoạt động trên mọi vật liệu không phụ thuộc bản
chất của vật liệu.
6
+ Biến đổi quá trình nhiệt phân: theo nguyên tắc giảm nhiệt cháy (tự tắt) dùng
cho cellulose hoặc len.
+ Sử dụng acid lewis xúc tác hỗ trợ loại trừ nước: bằng cách chuyển khả năng
nhiệt phân của cellulose sinh khí dễ cháy thành khả năng sinh than khó cháy hơn nhiều.
+ Chất chống cháy là muối và oxide kim loại như titan, zircon có thể cắt đứt phản
ứng dây chuyền của nhiệt.
+ Một số cách tiếp cận chống cháy khác như chống cháy cho bông bằng hợp chất
oxide kim loại và hydrocarbon chlo hóa tạo chất kết dính, dùng nhựa polymer có khả
năng tạo liên kết ngang giúp bền cấu trúc xơ hơn, dùng hóa chất có liên kết cộng hóa trị
với cellulose khiến xơ tăng độ bền với nhiệt độ…
2.2 Nguyên lý sinh cháy và chống cháy của vải
2.2.1. Nguyên lý sinh cháy
Sinh cháy là quá trình phản ứng oxy hóa khử nhiệt độ cao giữa chất đốt và chất
oxy hóa, trong đó nhiên liệu (các chất hoặc vật liệu xơ sợi dệt trải qua quá trình lâu dài
đốt cháy hơn những vật thông thường) phản ứng nhanh với chất oxy hóa để tạo ra nhiệt
, ánh sáng và nhiều loại sản phẩm. Khi bắt lửa, vật liệu sẽ được cấp nhiệt và phản ứng
phân hủy polymer bắt đầu xảy ra. Sản phẩm khí phân hủy polymer khuếch tán tới bề
mặt vải và nhả trực tiếp vào khí quyển. Khí sinh ra có khả năng bắt cháy trộn với khí
oxy ngồi khơng khí khiến sự cháy bắt đầu xảy ra. Trong q trình cháy, nhiệt khơng
mất đi do đối lưu hoặc bức xạ mà polymer tạo ra các sản phẩm có vai trị tăng cường sự
cháy hoặc duy trì sự cháy như tạo thành khói và hơi. Nói cách khác, sự cháy không phải
là vật chất, mà là sự tương tác của một số dạng vật chất (như hydrocarbon và oxy ) ở
nhiệt độ tương đối cao để tạo ra các dạng vật chất khác (như carbon dioxide và nước )
và năng lượng (nhiệt và ánh sáng) thường là oxy khí quyển, tạo ra các sản phẩm oxy
hóa thường dạng hơi, trong một hỗn hợp gọi là khói. Nguyên lí để tồn tại sự cháy bao
gồm đầy đủ ba yếu tố (chất cháy, chất oxy hóa và nguồn nhiệt) và bốn điều kiện (chất
cháy, chất oxy hóa và nguồn nhiệt phải trực tiếp tiếp xúc với nhau; Thời gian tiếp xúc
phải đủ lớn; Năng lượng của nguồn nhiệt phải đủ lớn – nhiệt độ của nguồn nhiệt lớn hơn
hoặc bằng nhiệt độ tự bốc cháy của hỗn hợp; Nồng độ chất cháy và chất oxy hóa phải
nằm trong giới hạn nồng độ bốc cháy).
7
Tuy khác nhau về tốc độ cháy nhưng quá trình cháy của các vật liệu rắn có thể
chia thành những giai đoạn sau:
- Giai đoạn 1: vật liệu được sưỏi nóng, ở giai đoạn này nhiệt độ được tăng dần lên dẫn
đến sự suy biến trong cấu trúc phân tử và có thể chuyển sang trạng thái mềm, chảy lỏng.
- Giai đoạn 2: phân rã, phân huỷ lúc này vật liệu kém bền, bị cắt ngắn thành đoạn nhỏ
chuyển sang thể khí như CO, CH4, C,H , N, NHạ, H,S. Nếu có đủ oxy khi này vật liệu
sẽ bùng cháy có thể tạo thành hỗn hợp nổ.
- Giai đoạn 3: Vật liệu bùng cháy. Khi đã đủ nhiệt độ hợp chất thể khi oxy bốc
thành ngọn lửa lan toả nhanh, ví dụ có dạng phản ứng:
2CO+O2=2CO₂+Q
CH4 + 202 = CO₂ + 2H₂O + Q.
Phản ứng có lượng nhiệt Q lớn thốt ra, nhiệt tiếp tục tham gia suối nóng vật
liệu phần chưa cháy làm vật liệu dễ chảy hơn. Nếu đủ oxy thi vật liệu cháy bùng thành
ngọn lửa lan truyền nhanh. Trong thực tế quá trình cháy xảy ra đồng thời và nhanh.Sự
suy biến và sự phân huỷ của vật liệu hấp thụ một lượng nhiệt đủ lớn làm cho liên kết
kém bền nhiệt nhất bị đứt ra. Đối với vật liệu dệt khi hấp thụ một lượng nhiệt lớn thi sự
phân huỳ sợi bắt đầu xảy ra. Ở giai đoạn đầu có các biến đổi vật lý, nhựa và chất lỏng
thường là kết quả của polymer phân huỷ. Chất rắn hay nhựa ở dạng than thường thấy
với vật liệu dệt từ xenllulo. Sự chảy của vật liệu phụ thuộc vào bản chất của vật liệu,
điều kiện môi trường và bản chất của phụ gia. Tuy theo vật liệu mà người
là phân ra các loại cháy là cháy có ngọn lửa (chảy bùng), cháy than hồng(chảy than rõ)và
cháy âm ỉ:
- Cháy bùng: là sự cháy thấy rõ ngọn lửa kèm theo khi hoặc hơi. Đây là quá
trình đốt chảy kèm theo tới nhiệt xảy ra trong khi cháy bên trên bề mặt vật liệu đang
phân huỷ.
8
- Cháy than hồng là quá trình cháy kèm loi nhiệt và ánh sáng mà không thấy
ngọn lửa. Sự cháy này là một phản ứng toả nhiệt xảy ra trên bề mặt vật liệu trong môi
trường thiếu oxy.
- Cháy âm i là sự chảy chậm, ít tới nhiệt thường đi kèm theo khỏi những khơng có ngọn
lửa và khơng phát sáng. Cháy âm i thường xảy ra dưới bề mặt với lượng oxy hạn chế.
Để tự duy trì sự cháy thi lượng nhiệt năng từ phản ứng toà nhiệt phải vừa đủ và được
giữ lại trong vùng ngay sát bên vùng cháy để duy trì phản ứng. Như vậy tất cả quá trình
cháy đều toả nhiệt. Nhiệt lượng tịnh của sự chảy bằng nhiệt toả ra của các phản ứng
cháy trừ đi lượng nhiệt cản thiết để tăng nhiệt độ vật liệu lên đến mức cháy.
Nếu nhiệt năng này không đủ, sự cháy xảy ra với nhiệt độ cấp vào từ bên ngồi vào q
trình cháy sẽ tự tắt. Một số vật liệu khi cháy có thể phát ra sản phẩm thể khi làm cho
quá trình cháy lan truyền nhanh. Còn sự cháy âm i thường xảy ra bên dưới bề mặt vật
liệu.
2.2.2. Nguyên lý chống cháy
Nguyên lý chung để xử lý chống cháy cho vải là làm giảm khả năng bắt lửa của
vật liệu khi tiếp xúc với ngọn lửa, hạn chế oxy tiếp xúc với bề mặt vật liệu. Người ta
đưa lên vải những hợp chất làm giảm điểm bốc cháy, làm cho vải chịu nhiệt hơn, làm
giảm nhiệt sinh ra trong quá trình cháy. Trừ một số loại xơ có khả năng tự tắt như xơ
len, xã khống hoặc được biến tính bằng phương pháp vật lý, hoa học, hoặc hố chất
chống cháy. Cịn đa số các polymer dùng trong ngành dệt đều cháy. Khi cháy năng lượng
cần thiết để duy trì sự cháy là lượng nhiệt cần thiết cho phản ứng cháy và năng lượng
toi ra môi trường xung quanh. Để chống cháy hay làm chậm cháy người ta đưa những
hoa chất mà khi cháy nó phân huỷ thốt ra những khi có tác dụng dập lửa ví dụ:
(𝑁𝐻4 )2 𝑆𝑂4𝑁𝐻3 +𝑁2 + 𝐻2 𝑂 + 𝑁𝐻4 𝐻𝑆𝑂3 hoặc là chúng chảy ra làm ngắn cần ngọn
lửa lan truyền như các muối Na,PQ. MgSiO.
2.3
Tầm quan trọng của công nghệ chống cháy
Ngành công nghiệp dệt hiện nay đã và đang phát triển mạnh mẽ, sản phẩm dệt
may khơng những phục vụ cho may mặc mà cịn dùng cho các mục đích kỹ thuật, cơng
9
nghiệp khác. Các mặt hàng dệt may rất đa dạng và phong phú. Do nhu cầu sử dụng ngày
càng cao của con người, sản phẩm dệt may khơng chỉ có những tinh chất thơng thưởng
mà cịn phải có tính tiện nghi và có các tính chất tạo ra các chức năng đặc biệt khác.
Trong số các mặt hàng vải có chức năng đặc biệt thì vải chống cháy và chống thấm ngày
càng được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và được sử dụng nhiều. Vải chống cháy có
khả năng chịu nhiệt độ cao hơn các loại vải không dệt khác. Nó có nhiệt độ nóng chảy
cao hơn và niêm phong tốt hơn. Lớp phủ chống cháy được phủ trên bề mặt vải hoặc
thấm vào vải sau khi hoàn mang sự cải tiến của nguyên liệu và công nghệ nano, giá
thành hàng dệt may thấp và hiệu quả bền vững, trong khi độ mềm và cảm giác của hàng
dệt may về cơ bản không thay đổi, đạt mức hàng đầu quốc tế. Tuy nhiên, trong các ứng
dụng thực tế, nhiều chất làm chậm cháy thường được sử dụng theo hai hoặc nhiều cách
để đạt được tác dụng hiệp đồng nhằm đạt được hiệu quả chống cháy.
Trong số các mặt hàng dệt, vải bơng có rất nhiều tính chất q, nên nó chiếm một
tỷ lệ lớn trong các loại xơ dệt hiện nay. Tuy nhiên vải bông là một trong những loại vật
liệu dễ cháy, dễ bắt lửa, có nguy cơ gây hoả hoạn lớn, nhưng khi vải tiếp xúc với lửa lại
khơng bị co nhiệt. Vì vậy trong một số mục đích sử dụng, vải bơng được xử lý hạn chế
cháy vẫn được lựa chọn nhiều. Ở nước ta vải chống cháy chưa được sử dụng phổ biến.
Qua tổng kết những vụ cháy chợ, rạp hát, vũ trưởng, vải như là vật làm tăng khả năng
cháy và làm lan truyền sự cháy tới khu vực khác. Nếu người ta sử dụng vật liệu dệt
chống cháy thì đã làm giảm các vụ cháy và thiệt hại về tài sản.
2.4
Những phương pháp xử lý chống cháy cho vải thông thường
2.4.1. Phương pháp xử lý chống cháy không bền
Sản xuất vải chống cháy không bền: cho vải bông được biết tới hơn 2000 năm
trước dựa trên các chất tan trong nước như borax, acid boric, ammonia sulfate, diamonia
phosphate dùng cho vải không giặt thường xuyên (hoặc nạp lại sau mỗi lần giặt). Các
chất này ít gây ảnh hưởng đến các tính chất khác của vải, dễ kiếm, rẻ tiền… tuy nhiên
dễ bị tan trong nước. Ứng dụng lớn nhất của xử lý này cho vải trang trí nội thất (rèm
cửa, màn, phơng nhà hát).
10
Người ta đưa lên vải muối amoni như (NH4)2SO4, NH4CI, (NH4)2CO2, hoặc
muối vô cơ Na3PO4. Sn (OH)2, bằng cách ngâm lâm hoặc ngắm ép. Khi nằm trên với
gặp nhiệt độ cao những muối này thốt ra khí khơng cháy:
(𝑁𝐻4 )2 𝑆𝑂4𝑁𝐻3 +𝑁2 + 𝐻2 𝑂 + 𝑁𝐻4 𝐻𝑆𝑂3
Tuy ưu điểm là dễ thực hiện nhưng với biện pháp này hiệu quả sử dụng không được
lâu, chỉ sau vài lần giặt sẽ mất đi.
2.4.2. Phương pháp xử lý chống cháy nửa bền
Xử lý chống cháy nửa bền có cơng nghệ khơng khác nhiều chống cháy bền chỉ
khác hóa chất sử dụng và giá cả. Các chất này chịu được khoảng 15 lần giặt như các
chất ure, acid phosphoric… thích hợp cho các sản phẩm ứng dụng như vải trải giường,
vải phủ nệm, vải bọc, nếu bền ánh sáng thì có thể dùng làm tăng bạt, vải che phủ…
Phương pháp này sản xuất ra các chế phẩm trong đó chứa các phụ gia chống cháy
và nhựa tiền polymer sau đó với được ngắm ép, sấy khô và gia nhiệt ở nhiệt độ 150 160̊C. Ở nhiệt độ cao những hợp chất tiền polymer chuyển thành màng hoàn chỉnh gắn
chặt phụ gia vào vải. Phương pháp này tương đối bền giặt và sau 10-15 lần giặt sẽ mất
dần.
2.4.3. Phương pháp xử lý chống cháy bền
Xử lý chống cháy bền chủ đạo của chống cháy hàng dệt dựa theo nguyên lý:
Loại trừ oxy bằng cách phân cách nhiên liệu (xơ và khí sinh cháy được) khỏi chất
oxy hóa (oxy khơng khí), sự cháy sẽ suy tàn và tắt. Nguyên nhân là do chất chống cháy
(HCl, Cl2, HBr) sinh ra lượng lớn khí khơng cháy khi nhiệt phân . Các chất này được
gọi là chất chống cháy pha hơi hoạt động trên mọi vật liệu khơng phụ thuộc bản chất
của vật liệu.
Biến đổi q trình nhiệt phân: theo nguyên tắc giảm nhiệt cháy (tự tắt) dùng cho
cellulose hoặc len.
11
Sử dụng acid lewis xúc tác hỗ trợ loại trừ nước: bằng cách chuyển khả năng nhiệt
phân của cellulose sinh khí dễ cháy thành khả năng sinh than khó cháy hơn nhiều. Chất
chống cháy là muối và oxide kim loại như titan, zircon có thể cắt đứt phản ứng dây
chuyền của nhiệt.
Một số cách tiếp cận chống cháy khác như chống cháy cho bông bằng hợp chất
oxide kim loại và hydrocarbon chlo hóa tạo chất kết dính, dùng nhựa polymer có khả
năng tạo liên kết ngang giúp bền cấu trúc xơ hơn, dùng hóa chất có liên kết cộng hóa trị
với cellulose khiến xơ tăng độ bền với nhiệt độ…
Phương pháp này là phụ gia chống cháy liên kết hoá học với xenlulơ. Ví dụ dùng
chất chống cháy THPC (tetra hydroxy metyl phoxpho clorua), có cơng thức: (HOCH2)4
PCl cộng với Amin (ure, hợp chất chứa nitơ) Na2HPO4,… Liên kết hoá học với xenlulô
được mô tả như sau:
Mang ưu điểm lớn khi trong thành phần xenlulôzo vừa chứa phốt pho và nitơ ở dạng
hữu cơ và có tỷ lệ thích hợp thì vải sẽ khó cháy.
2.4.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến q trình xử lý chống vải cho vải
Nhóm tác giả Vũ Thị Hồng Khanh, Bùi Văn Huấn (Trường ĐH Bách khoa Hà
Nội) đã thực hiện nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy cho vải bông dệt thoi sử
dụng cho mục đích dân dụng và chuyên dụng.
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng chất hạn chế cháy Flame Retardant
FR-CP để xử lý vải; nghiên cứu ảnh hưởng của 3 yếu tố nhiệt độ gia nhiệt, thời gian gia
nhiệt và mức ép đến hiệu quả xử lý hạn chế cháy. Vải bơng được xử lý hồn tất qua các
công đoạn ngâm ép, sấy trung gian, gia nhiệt, giặt và sấy khơ, sử dụng hóa chất hạn chế
cháy FR-CP, chất liên kết ngang melanin resin và các chất phụ trợ khác.
12
Kết quả cho thấy, thời gian gia nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt và mức độ ép có ảnh
hưởng rất lớn đến tính cháy và độ bền của vải bơng sau xử lý và sau các lần giặt. Trong
đó, thơng số nhiệt độ gia nhiệt ảnh hưởng lớn nhất, sau đó tới thời gian gia nhiệt và cuối
cùng là mức ép. Vải bông nghiên cứu được xử lý với các thông số công nghệ: nhiệt độ
gia nhiệt 1700oC, thời gian gia nhiệt 270 giây và mức ép 70% có khả năng hạn chế cháy
tốt trong khi mức độ giảm độ bền đứt trong giới hạn chấp nhận được.
Thông qua bài nghiên cứu trên, ta có thể chú ý rằng, các yếu tố như thời gian gia
nhiệt, thông số gia nhiệt và mức độ ép là những yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của
quá trình xử lý chống cháy cho vải thông thường.
2.5 Vải chống cháy chuyên dụng
Vải chống cháy chun dụng khơng có nghĩa là vải khơng cháy hồn tồn. Mặc
dù vải chống cháy có tỷ lệ đốt cháy chậm hơn so với những loại vải thông thường, nhưng
khi gặp mơi trường làm việc có nhiệt độ cao hơn khả năng chống chịu vải vẫn có thể bị
hủy hoại. Hơn nữa, nó sẽ bị tiêu hủy nếu tiếp xúc với lửa và nhiệt độ cao trong một
khoảng thời gian dài. Mục đích sử dụng vải này là để giảm sự lây lan và bùng phát của
ngọn lửa.
2.5.1. Phân loại
Vải chống cháy khác nhau có mức độ về độ bền khi tiếp xúc với nhiệt và lửa.
Thông thường, các loại vải được sản xuất để có khả năng chống cháy được thì bền hơn
trong cùng điều kiện so với sợi tự nhiên được xúc tác với hóa chất để làm nó chống
cháy.
o
Vải chống cháy sợi thủy tinh
Vải thủy tinh chịu nhiệt loại vải này rất linh hoạt, chúng có độ bền cơ học rất cao
và ổn định về mặt hóa học. Do có những đặc điểm này, cùng với khả năng chịu nhiệt độ
cao, làm cho vải thủy tinh thích hợp để tạo ra các sản phẩm cách nhiệt. Vải chịu đựng
nhiệt độ cao đến 230oC.
13
o
Vải chống cháy ceramic
Là một vật liệu dệt được làm từ sợi gốm alumina silica và có một nhiệt độ hoạt
động liên tục của 2300°F/1260°C. Nó có sự ổn định hóa chất tuyệt vời làm chống lại sự
sốc nhiệt và chống ăn mòn. Những sản phẩm này được làm từ sợi đặc biệt ổn định đó là
mềm mại, khơng gây khó chịu, khơng độc hại và khơng nguy hại trong tự nhiên. Vải
chịu được nhiệt độ cao đến 1260oC.
14
o
Vải amiang chống cháy
Vải amiang chống cháy là sản phẩm được đệt từ các sợi amiang. Amiang hay còn
gọi là sợi khoáng silicat bao gồm các chất chrysotile, amosite, crocidolite, tremolite,
anthophyllite, và actinolite do đó mà sợi amiang chống cháy không bị biến chất ở nhiệt
độ cao từ 300°C – 400°C.
o
Vải bạt chống cháy HT800
Bạt chống cháy HT800 được cấu tạo từ những sợi thủy tinh mảnh và mịn, tạo nên
sản phẩm mềm dễ cuộn dễ gấp. HT800 bền và chịu nhiệt tốt trong thời gian dài. HT800
mang đến sự an tồn cho mỗi cơng trình.
15
o
Vải bạt silicon chống cháy
Vải silicon là vải thủy tinh được tráng phủ hai mặt bằng cao su silicone chống
cháy, khơng chứa các chất halogen hoặc hydro, có nhiệt độ làm việc dao động từ 50oC
tới 260oC. Lớp silicone phủ hai mặt có màu đỏ, màu xám hoặc trắng, vải kháng hầu hết
các loại hóa chất với hiệu suất cao.
16
2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống cháy của vải
Các loại vật liệu dệt có cấu trúc và thành phần hóa học khác nhau. Vậy nên độ
bền nhiệt cũng như khả năng bắt lửa cũng có khác nhau. Điều này phụ thuộc vào cấu
tạo phân tử của mạch polymer, độ dài mạch, lực liên kết giữa các mạch, thành phần
nguyên tố cấu tạo nên vật liệu dệt, cấu trúc vật lý. Ngoài ra đặc điểm cháy của vật liệu
dệt cịn phụ thuộc vào các thơng số khác như: thành phần hóa học, cấu trúc kiểu dệt,
mơi trường xảy ra cháy…Nếu theo thành phần hóa học thì xơ sợi nào có thành phần
ngun tố C,H,O thì dễ cháy. Cịn trong thành phần hóa học mà chứa ngun tố N,S thì
khó cháy hơn. Vì khi cháy thốt ra khí N2, NH3, H2S các khí này khơng duy trì sự
cháy.Q trình cháy xảy ra khi có oxy. Trong thành phần khơng khí có 21% là oxy, cịn
lại là các khí khác (CO2, N2,NH3..). Vì vậy vật liệu cháy trong mơi trường giàu oxy sẽ
dễ dàng cháy hơn. Khi xem xét khả năng cháy của vật liệu dệt thì hai yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến sự cháy là nhiệt cháy và tính chất của vật liệu.
Nhiệt cháy: mọi vật liệu với nhiệt cháy cao đều cung cấp nguồn nhiệt cho vật liệu
xung quanh. Nhiệt cháy có thể dao động từ 11,6 kcal/g đến 3,4 kcal/g.
17
Tính chất nhiệt: là nhiệt độ là vật liệu có dạng chuyển trạng thái nhiệt khi bị đưa
vào nguồn nhiệt. Với vật liệu nhiệt dẻo như PA, PES thì có giai đoạn chảy mềm, chảy
lỏng. Có vật liệu khơng chuyển trạng thái mềm mà cháy ngay gọi là vật liệu không nhiệt
dẻo như bông, lanh…
Trong thực tế để đánh giá, so sánh tính cháy của vật liệu dệt người ta đưa ra chỉ
tiêu LOI. Những vật liệu nào có chỉ số LOI < 25 dễ chát dễ bắt lửa, các vật liệu có chỉ
số > 25 khó cháy, có khả năng tự tắt trong khơng khí. Với nhóm vật liệu nhiệt dẻo, đây
là loại vật liệu có chỉ số LOI < 25 và cháy trong khơng khí, tuy nhiên tính dẻo của nó
ảnh hưởng đến tính cháy, nó co lại làm tách xa nguồn lửa gây khó khăn cho sự cháy.
Ngoài ra khi cháy polymer bị chảy lỏng, giọt nhựa tách ra xa ngọn lửa đồng thời lấy bớt
nhiệt đi và làm bớt sự cháy lan.
2.6 Quy trình sản xuất vải chống cháy – vải thủy tinh phủ silicone hitex
Vải thủy tinh phủ silicone hitex được làm từ sợi thủy tinh dày có cơng dụng chịu
nhiệt cao và được phủ lớp cao su silicone 2 mặt bên ngoài (màu đỏ). Vải được tăng
cường các đặc tính cách nhiệt, độ bền cơ học tốt cũng như chịu được tác động của nhiều
loại hóa chất khác nhau. Hiệu suất chịu nhiệt của lớp phủ silicone bên ngoài lên đến
230oC trong khi lớp lõi thủy tinh bên trong có thể chịu được tốt đa 500oC.
18
Quy trình sản xuất vải: Sau khi vải thủy tinh được dệt sẽ thông qua những
bước dưới đây để tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Phủ lớp silicone: Vải được đưa qua các bề mặt của các ống xoay, nơi hợp chất
được áp dụng cho cả hai bên cùng một lúc. Sau đó, vải được sấy khơ bằng tia hồng
ngoại trước khi đi vào máy phủ bề mặt còn lại. Các lò sấy và các khu vực phủ hợp
chất được bảo dưỡng và kiểm tra liên tục.
Kiểm soát bề mặt phủ silicone: Vải thủy tinh được nhúng chìm trong bể
nước sau đó đi qua các con lăn để kiểm sốt số lượng lớp phủ theo yêu cầu kĩ thuật.
19
Phủ đều lại bề mặt vải: Vải thủy tinh đi qua một lưỡi sơn đứng n sau đó
thơng qua lị sấy để loại bỏ hồn tồn dung mơi. Có thể chạy cùng lúc nhiều đường
truyền để tạo độ dày của hợp chất silicone phủ trên bề mặt vải, giúp vải có độ dày
đồng đều và đẹp.
Phủ lớp cao su silicone hitex: Các hợp chất cao su silicone được ép lên vải
thủy tinh thông qua bề mặt hai con lăn.
20
Tạo hình vải: Vải silicone được hình thành và cắt theo kích thước yêu cầu.
2.7 Ứng dụng của vải chống cháy vào đời sống
Trong dân sự, vải chống cháy được dùng trong trang trí nội thất cho nhà riêng,
cơng sở, rạp hát, khu vui chơi, nơi công cộng,.. như rèm, thảm, vải bọc lót. Trong cơng
nghiệp, vải chống cháy được sử dụng cho may quần áo bảo hộ lao động cho công nhân
luyện kim, gốm sứ, quần áo bảo vệ cho cơng an phịng cháy chữa cháy hay dùng để bảo
vệ hàng hóa khỏi cháy nổ, bên cạnh đó, vải chống cháy còn được dùng để che chắn các
khu vực hàn xì, nhà máy, máy móc thường xun phát ra tia lửa. Trong lĩnh vực quốc
phòng vải chống cháy được sử dụng làm quần áo cho quân nhân làm việc trong môi
trường tiếp xúc với vật liệu dễ cháy như trong chế tạo bom mìn...ngồi ra vải chống cháy
cịn được dùng làm vật liệu che phủ kho tàng, phương tiện vận chuyển, lều bạt. Từ những
lĩnh vực cần sử dụng vải chống cháy, cũng như việc phòng cháy chữa cháy, người ta
thấy rằng dùng vật liệu dệt chống cháy có khả năng phịng cháy rất hữu hiệu. Vải chống
cháy ngồi việc sử dụng cho lính cứu hoả, an ninh quốc phòng còn dùng trong khách
sạn nhà hàng, trong sản xuất cơng nghiệp, trong gia đình, cả trong quần áo thơng thường.
21
3. PHẦN KẾT LUẬN
Do nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người, sản phẩm dệt may khơng chỉ
có những tính chất thơng thường mà cịn phải có tính tiện nghi và có các tính chất tạo ra
các chức năng đặc biệt khác. Trong số các mặt hàng vải có chức năng đặc biệt thì vải
chống cháy và ngày càng được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và được sử dụng nhiều
ở các nước trên thế giới vì vải là vật liệu dễ cháy, dễ bắt lửa, có nguy cơ gây hỏa hoạn,
gây thiệt hại lớn về tài sản và tính mạng con người.
Ở Việt Nam việc sử dụng vải chống cháy chưa là tiêu chuẩn bắt buộc. Trước kia
khi nền kinh tế chưa phát triển và hội nhập thì chỉ có ngành phịng cháy chữa cháy hoặc
trong qn đội là có nhu cầu sử dụng. Hiện nay kinh tế phát triển và hội nhập quốc tế
thì nhu cầu sừ dụng sản phẩm dệt chống cháy với mục đích dân dụng ngày một tăng cao.
Bên cạnh đó tình hình cháy nổ hiện nay ngày càng xảy ra nhiều khiến cho lĩnh vực ứng
dụng những kỹ thuật xử lý chống cháy và sản xuất vải chống cháy ngày càng được trọng
dụng. Tuy chỉ mới là số ít nhưng ta cũng đã dần thấy được những ứng dụng của khía
cạnh này vào đời sống của ta ngày một nhiều hơn: được ứng dụng làm quần áo bảo hộ,
làm rèm, thảm nội thất, làm vải bọc các khớp máy móc ở những vị trí dễ phát sinh tia
lửa,…Từ quốc phịng, an ninh, công nghiệp đến những mặt hàng trong đời sống như
quần áo thông thường đều dần được phát triển và ứng dụng cơng nghệ chống cháy.
Khơng chỉ dừng tại đó, hiện nay nhiều doanh nghiệp và các nhóm nghiên cứu
ln nỗ lực để phát triển và cho ra càng nhiều những loại sản phẩm dệt với hiệu suất
chống cháy cao hơn. Gần đây nhất chính là Hội thảo ra mắt “Vải chống cháy Vinatex –
KOVA” được Tập đoàn Dệt May Việt Nam (Vinatex) phối hợp với Tập đoàn sơn KOVA
tổ chức tại Thành phố Hồ Chí Minh. Sản phẩm được kết hợp giữa cơng nghệ dệt nhuộm
hồn tất của Vinatex và cơng nghệ Nano của KOVA. Đây cũng chính là minh chứng rõ
ràng nhất cho việc lĩnh vực chống cháy cho vải hiện chính là một tiềm năng lớn để khai
phá và phát triển, góp phần to lớn cả về lĩnh vực Dệt may nói riêng và ứng dụng đời
sống nói chung.
22
PHỤ LỤC – BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ TRONG NHĨM
Nội dung thực hiện
Sinh viên thực hiện
Nhóm tự đánh giá mức
độ hoàn thành
(Tốt / Khá / Kém)
PHẦN MỞ ĐẦU
Nội dung 1.1: Lí do chọn đề
tài
Nội dung 1.2: Đối tượng
Lê Thị Ngọc Hoàn
Tốt
Phạm Thị Phương Thảo
Tốt
nghiên cứu
Nội dung 1.3: Phạm vi
nghiên cứu
Nội dung 1.4: Thực trạng
PHẦN NỘI DUNG
Nội dung 2.1: Khái niệm
“chống cháy”
Phạm Thị Phương Thảo
Tốt
Nội dung 2.2: Nguyên lý
sinh cháy và chống cháy cho
vải
Nội dung 2.3: Tầm quan
trọng của xử lý chống cháy
Nội dung 2.4: Các phương
Lê Thị Ngọc Hoàn
Tốt
pháp xử lý chống cháy cho
vải thông thường
2.4.1 Phương pháp chống
cháy không bền
2.4.2 Phương pháp chống
cháy nửa bền
23
2.4.3 Phương pháp chống
cháy bền
Nội dung 2.4.4: Các yếu tố
ảnh hưởng đến quá trình xử
Nguyễn Thanh Bình An
Tốt
Phạm Thị Phương Thảo
Tốt
Nguyễn Thanh Bình An
Tốt
lý chống cháy
Nội dung 2.5: Vải chống
cháy chuyên dụng
2.5.1 Phân loại
2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng
đến khả năng chống cháy
của vải
Nội dung 2.6: Quy trình sản
xuất vải chống cháy
Nội dung 2.7: Ứng dụng của
vải chống cháy vào đời sống
PHẦN KẾT LUẬN
Viết kết luận
Nguyễn Thanh Bình An
Tốt
PHẦN KIỂM TRA VÀ TỔNG HỢP HOÀN CHỈNH TIỂU LUẬN
Kiểm tra và tổng hợp
Nguyễn Thanh Bình An
Tốt
24
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Luận văn thạc sĩ khoa học: Ngành công nghệ vật liệu dệt may, Trường Đại Học Bách
Khoa Hà Nội, Đào Anh Tuấn, năm 2010.
[2] Bài viết “Nghiên cứu tổng quan quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy”, tác giả
Lã Thị Ngọc Anh, đăng ngày 08/09/2020, lên trang “Tổng liên đoàn Lao động Việt Nam
–
Viện
Khoa
học
An
toàn
và
Vệ
sinh
lao
động”:
/>[3] Bài viết “Nghiên cứu xử lý hạn chế cháy cho vải bơng dệt thoi”, nguồn từ “Tạp chí
Khoa học & Công nghệ các trường đại học kỹ thuật, số 97-2013” đăng ngày 10/03/2014
lên trang “Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học & Công nghệ”:
/>[4] Bài viết “Các loại vải chống cháy hiện nay”, đăng ngày 14/10/2021, lên trang “Thông
tin vật liệu”: />[5] Bài viết “Vải silicone hitex”: />3n%20ph%E1%BA%A9m%20l%C3%A0,t%C3%ADnh%20kh%C3%A1ng%20l%E1
%BB%ADa%20tuy%E1%BB%87t%20v%E1%BB%9Di.
[6] Bài viết “Quy trình sản xuất vải silicone hitex”: />[7] Bài viết “Ra mắt sản phẩm mới Vải chống cháy Nano Vinatex – KOVA”, tác giả Lê
Cương, đăng ngày 15/05/2022, lên trang “Báo điện tử của Bộ Xây dựng”:
/>
25
