Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy chống thấm cho vải bông dệt thoi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

ĐÀO ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ HẠN CHẾ CHÁY KẾT HỢP
CHỐNG THẤM CHO VẢI BÔNG DỆT THOI

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC:
NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Vũ Thị Hồng Khanh

HÀ NỘI – 2010
LỜI CẢM ƠN


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Qua thời gian nghiên cứu, thí nghiệm, thực hành tại phịng thí nghiệm trường
Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Dệt May và Tổng công ty Cổ phần Dệt May Nam
Định...Tôi đã được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh
cùng các Thầy, Cô giáo trong bộ môn cũng như các cán bộ kỹ thuật, công nhân viên
trong cơng ty, viện Dệt May nhiệt tình giúp đỡ tạo mọi điều kiện làm việc và đóng góp
nhiều ý kiến q báu trong q trình nghiên cứu. Đến nay tơi đã hoàn thành bản luận
văn này.

LỜI CAM ĐOAN

Đào Anh Tuấn

2

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Tôi xin cam đoan những nội dung nghiên cứu, những tài liệu tham khảo trong
và ngoài nước trong bản luận văn này là do tơi nghiên cứu thí nghiệm, thực hành dưới
sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh cùng với sự giúp đỡ của các
Thầy, Cô giáo trong bộ mơn Vật liệu và Cơng nghệ Hố dệt, trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội, phịng thí nghiệm Hố nhuộm Viện Dệt May, khơng có bất cứ sự sao
chép nào. Tơi hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của bản luận văn này.

Người thực hiện

Đào Anh Tuấn

MỤC LỤC

Đào Anh Tuấn

3

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang

Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................2
MỤC LỤC ...................................................................................................................3
Danh mục ký hiệu và các chữ viết tắt ...........................................................................5
Danh mục các bảng, biểu..............................................................................................7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị........................................................................................8
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................9
CHƯƠNG I: ...............................................................................................................12
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ VẢI CHỐNG CHÁY....................................................... 12
1.1. Nhu cầu và sự phát triển của vải chống cháy. ..................................................12
1.2. Bản chất của sự cháy. [2] ................................................................................13
1.3. Đặc tính cháy của vật liệu dệt. [2] ...................................................................15
1.4. Nguyên lý xử lý chống cháy. [2, 13] .................................................................18
1.4.1. Nguyên lý xử lý chống cháy...............................................................................18
1.4.2. Các loại hoá chất dùng cho xử lý chống cháy. ..................................................19
1.5. Nguyên lý xử lý chống thấm. ............................................................................21
1.6. Tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá tính cháy, khả năng chống thấm của vật
liệu dệt. ...................................................................................................................24
1.6.1. Định nghĩa: ......................................................................................................24
1.6.2. Đánh giá khả năng chống cháy của vải............................................................. 25
1.6.3. Đánh giá khả năng chống thấm của vải. ........................................................... 27
1.6.3.1. Phương pháp thử phun tia ( Spray test). ..............................................27
1.6.3.2. Phương pháp thí nghiệm thuỷ tĩnh cột (theo tiêu chuẩn ISO 811).......27
1.7. Kết luận chương I: ........................................................................................... 28
CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................................................ 29
2.1. Mục tiêu:..........................................................................................................29
2.2. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................29

2.2.1. Vải sử dụng nghiên cứu. ...................................................................................29
2.2.2. Hố chất sử dụng để hồn tất chống cháy, chống thấm.....................................31
2.3. Nội dung nghiên cứu thực nghiệm. ...................................................................32
2.3.1. Nghiên cứu khảo sát đơn công nghệ xử lý hạn chế cháy và chống thấm............33
2.3.1.1. Khảo sát thành phần đơn công nghệ. ..................................................33
2.3.2. Nghiên cứu khảo sát quy trình cơng nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống
thấm. .......................................................................................................................... 38
2.3.1.1. Trường hợp hoàn tất một máng. .......................................................... 39
2.3.1.2. Trường hợp hồn tất hai máng............................................................ 40
2.3.3.Nghiên cứu tối ưu hố các thông số công nghệ. .................................................42
2.3.3.1. Lựa chọn các thông số công nghệ để nghiên cứu................................. 42
2.3.3.2. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của 3 yếu tố đến hiệu
quả chống cháy, chống thấm của vải. .............................................................. 43

Đào Anh Tuấn

4

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

2.3.3.3. Xử lý kết quả thí nghiệm......................................................................47
2.4. Phương pháp nghiên cứu. ................................................................................50
2.4.1. Quá trình xử lý chống cháy, chống thấm cho vải.........................................50
2.4.2. Kiểm tra đánh giá chất lượng......................................................................53
2.4.2.1. Kiểm tra đánh giá tính cháy của mẫu thử ............................................53
2.4.1.2. Kiểm tra đánh giá khả năng chống thấm. ............................................55
2.4.1.3. Kiểm tra độ bền đứt.............................................................................55

2.4.1.4. Xác định độ rủ của vải. .......................................................................57
2.4.1.5. Kiểm tra độ bền giặt............................................................................58
2.5. Kết luận chương II. .......................................................................................... 59
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ......................................60
3.1. Kết quả khảo sát thành phần đơn công nghệ xử lý ảnh hưởng đến hiệu quả hạn
chế cháy, chống thấm, độ bền kéo đứt và độ rủ của vải...........................................60
3.1.1 Đánh giá tính cháy trước, sau xử lý và sau 5 lần giặt...................................60
3.1.2 Kết quả kiểm tra khả năng chống thấm trước và sau 5 lần giặt....................61
3.1.3 Kết quả kiểm tra độ rủ. ................................................................................62
3.1.4. Kết quả kiểm tra độ bền kéo đứt..................................................................63
3.2. Kết quả khảo sát quy trình cơng nghệ xử lý hồn tất hạn chế cháy kết hợp chống
thấm cho vải bông dệt thoi. .....................................................................................64
3.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu hố các thơng số công nghệ của 3 yếu tố nhiệt độ,
thời gian gia nhiệt và nồng độ melamin. .................................................................65
3.3.1. Kết qủa kiểm tra thời gian cháy của 20 phương án thí nghiệm. ..................66
3.4. Xử lý kết quả thực nghiệm. ...............................................................................69
3.5. Xác định thơng số cơng nghệ tối ưu cho q trình hạn chế cháy và chống thấm
cho vải bông. ..........................................................................................................81
3.6. Kết luận chương 3............................................................................................ 84
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN CHUNG .........................................................................85
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 87
Tiếng Việt ..................................................................................................................87
Tiếng Anh ..................................................................................................................88
Phụ lục ....................................................................................................................... 89

Danh mục ký hiệu và các chữ viết tắt

Đào Anh Tuấn

5

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Ký hiệu

Ý nghĩa

mẫu
0

Mẫu vải chưa xử lý

1

Phương án xử lý chỉ có chất FR-CP và axit phốtphoric

2

Phương án gồm: FR-CP, Crosskinker S200, axit phốtphoric

3

Phương án gồm: Silicon PS18, FR-CP, Crosskinker S200, axit phốtphoric

4

Phương án gồm: FR-CP, Crosskinker S200, axit phốtphoric, repell KFC

5

Phương án gồm: axit axetic, repell KFC

6

Phương án gồm: FR-CP, Crosskinker S200, axit phốtphoric, repell KFC
-ngấm ép hai máng.

X1

Biến số thể hiện sự thay đổi về nhiệt độ gia nhiệt.

X2

Biến số thể hiện sự thay đổi về thời gian gia nhiệt.

X3

Biến số thể hiện sự thay đổi về nồng độ Crosskinker S200

Y1

Phương trình hồi quy thời gian cháy dọc vải sau xử lý hạn chế cháy.

Y2

Phương trình hồi quy thời gian cháy ngang vải sau xử lý hạn chế cháy.

Y3

Phương trình hồi quy thời gian cháy dọc vải sau giặt.

Y4

Phương trình hồi quy về thời gian cháy hướng ngang sau giặt.

Y5

Phương trình hồi quy về độ bền đứt dọc vải sau xử lý hạn chế cháy.

Y6

Phương trình hồi quy về độ bền đứt ngang sau xử lý.

Y7

Phương trình hồi quy về độ bền chống thấm sau xử lý hạn chế cháy.

Y8

Phương trình hồi quy về độ bền chống thấm sau giặt.

Yi1

Phương án thí nghiệm: 50g/l Crosskinker S200;1500C; 210 giây

Yi2

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1470C; 240 giây

Yi3

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi4

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Ký hiệu

Đào Anh Tuấn

Ý nghĩa

6

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bơng dệt thoi

mẫu
Yi5

Phương án thí nghiệm: 50g/l Crosskinker S200;1600C; 210 giây

Yi6

Phương án thí nghiệm: 43,18g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi7

Phương án thí nghiệm: 50g/l Crosskinker S200;1600C; 270 giây

Yi8

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi9

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi10

Phương án thí nghiệm: 50g/l Crosskinker S200;1500C; 270 giây

Yi11

Phương án thí nghiệm: 70g/l Crosskinker S200;1600C; 270 giây

Yi12

Phương án thí nghiệm: 76,82g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi13

Phương án thí nghiệm: 70g/l Crosskinker S200;1600C; 210 giây

Yi14

Phương án thí nghiệm: 70g/l Crosskinker S200;1500C; 270 giây

Yi15

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi16

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 290,5 giây

Yi17

Phương án thí nghiệm: 70g/l Crosskinker S200;1500C; 210 giây

Yi18

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1630C; 240 giây

Yi19

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 240 giây

Yi20

Phương án thí nghiệm: 60g/l Crosskinker S200;1550C; 190 giây

LOI

Limiting oxygene index (chỉ số oxy giới hạn)

Danh mục các bảng, biểu

Đào Anh Tuấn

7

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Bảng 1.1

Chỉ số oxy giới hạn (Limiting oxygene index )

Bảng 1.2

Sức căng bề mặt của vật liêu và một số chất lỏng

Bảng 2.1

Thông số kỹ thuật của vải mộc

Bảng 2.2

Quy trình cơng nghệ khảo sát thành phần đơn.

Bảng 2.3

Quy trình cơng nghệ khảo sát nồng độ chất chống cháy

Bảng 2.4

Bảng tổng hợp các biến số

Bảng 2.5

Bảng số liệu thiết kế mơ hình thí nghiệm Box wilson

Bảng 2.6

Bảng tổng hợp các biến số theo mơ hình Box wilson

Bảng 3.1

Đánh giá tính cháy trước, sau xử lý và sau 5 lần giặt.

Bảng 3.2

So sánh thời gian cháy với các nồng độ FR-CP khác nhau

Bảng 3.3

Kiểm tra khả năng chống thấm trước, sau xử lý và sau 5 lần giặt.

Bảng 3.4

Kết quả kiểm tra độ rủ (mẫu 1-9)

Bảng 3.5

Kết quả kiểm tra độ bền kéo đứt (mẫu 1-9)

Bảng 3.6

So sánh kết quả kiểm tra tính cháy của mẫu 4 và 6

Bảng 3.7

So sánh kết quả kiểm tra khả năng chống thấm mẫu 4 và 6.

Bảng 3.8

So sánh kết quả kiểm tra độ bền kéo đứt mẫu 4 và 6.

Bảng 3.9

Kết quả kiểm tra tính cháy 20 phương án.

Bảng 3.10

Kết quả kiểm tra độ bền kéo đứt sau xử lý.

Bảng 3.11

Kết quả kiểm tra khả năng chống thấm nước.

Bảng 3.12

Bảng phương trình hồi quy và hệ số tương quan.

Bảng 3.13

Bảng thông số công nghệ tối ưu.

Bảng 3.14

Bảng so sánh các chỉ tiêu của vải trước và sau xử lý hố chất

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Đào Anh Tuấn

8

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bơng dệt thoi

Hình 2.1

Màn hình hiển thị kết quả xử lý số liệu

Hình 2.2

Máy ngấm ép SDL D394A

Hình 2.3

Cân điện tử

Hình 2.4

Máy sấy văng SDL 398

Hình 2.5

Tủ thuần hố mẫu

Hình 2.6

Thiết bị đo độ chống thấm

Hình 2.7

Máy kiểm tra độ bền kéo đứt

Hình 2.8

Thiết bị đo độ rủ

Hình 2.9

Máy giặt Elextrolux

Hình 3.1

Màn hình hiển thị nhập số liệu và xử lý số liệu

Hình 3.2

Màn hình thể hiện phân tích biến số

Hình 3.3

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian đến thời gian cháy dọc

Hình 3.4

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian đến thời gian cháy ngang

Hình 3.5

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, chất tạo liên kết ngang đến thời
gian cháy sau giặt 5 lần.

Hình 3.6

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian đến độ bền đứt

Hình 3.7

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian đến độ chống thấm sau xử lý

Hình 3.8

Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian đến độ chống thấm sau 5 lần giặt

Hình 3.9

Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chất tạo liên kết ngang và thời gian gia
nhiệt đến thời gian cháy sau xử lý.

Hình 3.10 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chất tạo liên kết ngang và thời gian gia
nhiệt đến thời gian cháy sau giặt.
Hình 3.11 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chất tạo liên kết ngang và thời gian gia
nhiệt đến độ bền đứt dọc của vải.
Hình 3.12 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chất tạo liên kết ngang và thời gian gia
nhiệt đến khả năng chống thấm của vải sau xử lý.
Hình 3.13 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chất tạo liên kết ngang và thời gian gia
nhiệt đến khả năng chống thấm của vải sau giặt.
LỜI MỞ ĐẦU

Đào Anh Tuấn

9

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Ngành công 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, cơng
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 chống
thấm ngày càng được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và được sử dụng nhiều.
Trong dân sự vải chống cháy được dùng trong trang trí nội thất cho nhà riêng,
cơng sở, rạp hát 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. 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 phòng cháy rất hữu hiệu. Ở nước ta vải chống cháy chưa được sử dụng
phổ biến. Qua tổng kết những vụ cháy chợ, rạp hát, vũ trường, 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 giảm thiệt hại về tài sản. Để sử dụng an tồn
cho mục đích trên thì vải chống cháy phải đạt hai yêu cầu là:
- Chịu nhiệt cao
- Chậm bắt lửa, bắt lửa tự dập tắt
Các loại mặt hàng vải chống cháy được chia làm hai loại.
Loại thứ nhất là vải được dệt từ xơ, sợi có khả năng chịu nhiệt cao, có nhiệt độ cháy
cao như sợi normex, sợi thuỷ tinh hay vải dệt từ những sợi khó bắt lửa như sợi, Teflon...Tuy
nhiên những loại sợi này ít phổ biến, giá thành cao nên chỉ dùng cho mục đích đặc biệt.

Đào Anh Tuấn

10

Khoa cơng nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Loại thứ hai là những loại vải thông dụng nhưng được xử lý hồn tất chống cháy
bằng hố chất chống cháy chun dùng. Với phương thức này dễ thực hiện, giá thành
rẻ nên được áp dụng phổ biến. 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. Việc nghiên cứu
công nghệ sản xuất vải chống cháy ở nước ta chưa được phổ biến, đặc biệt là vải được
xử lý hạn chế cháy và kết hợp thêm các chức năng khác như chống thấm, chống nhàu...
Đây chính là lý do nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện đề tài “nghiên cứu công nghệ
xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bơng dệt thoi”. Với mục đích là:
- Xây dựng đơn công nghệ xử lý hạn chế cháy kết hợp chống thấm cho vải bông
- Xác định được khoảng các thông số công nghệ tương ứng với yêu cầu xử lý
hạn chế cháy và chống thấm.
Để đạt được mục đích trên đề tài đã được tiến hành bao gồm các phần sau:
1. Phần tổng quan các vấn đề liên quan đến xử lý hạn chế cháy và chống thấm
cho vải bông.
2. Phần nghiên cứu thực nghiệm bao gồm các vấn đề sau:
- Khảo sát đơn công nghệ xử lý hạn chế cháy kết hợp với chống thấm cho vải
bông dệt thoi.
- Xác định quy trình cơng nghệ xử lý hạn chế cháy và kết hợp chống thấm.
- Tối ưu hoá một số thơng số cơng nghệ trong q trình xử lý hạn chế cháy kết
hợp chống thấm.
Các thí nghiệm trong luận văn này được thực hiện trong phịng thí nghiệm Vật
liệu và cơng nghệ Hố dệt trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và trung tâm thí nghiệm
hố nhuộm Viện Dệt May. Nội dung nghiên cứu này là một phần thuộc đề tài nghiên
cứu khoa học mã số B2010-01-410-TĐ đang được triển khai nghiên cứu.

Đào Anh Tuấn

11

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ VẢI CHỐNG CHÁY
Cuộc sống ngày càng hiện đại, mức sống của con người ngày một nâng cao, nhu
cầu và yêu cầu của người tiêu dùng đối với sản phẩm dệt ngày càng cao. Sản phẩm dệt
may trên thế giới không những tăng về sản lượng mà yêu cầu về chất lượng sản phẩm
cũng ngày càng tăng cao, nhiều mặt hàng dệt cần có tính chất đặc biệt đáp ứng yêu cầu
của con người về tính bảo vệ, tính tiện nghi. Trong số các mặt hàng dệt đó có vải
chống cháy. Từ lâu người ta đã biết hoả hoạn đã gây ra thiệt hại nhiều về người và vật
chất. Vì vậy con người đã sử dụng nhiều biện pháp để phịng chống trong đó có biện
pháp sử dụng vải chống cháy để đề phòng cháy. Nguy cơ hoả hoạn từ vật liệu dệt là rất
lớn bởi vật liệu dệt được sử dụng ở khắp nơi, từ nhà đến cơng sở, nơi cơng cộng, và
trong cơng nghiệp...Hàng năm có đến hàng chục nghìn vụ hoả hoạn có ngun nhân
xuất phát từ vật liệu dệt. Ngoài những thiệt hại về vật chất cịn có thiệt hại về người.
Nhiều vụ hoả hoạn đã làm tử vong hàng trăm, hàng nghìn người, ngồi ra cịn gây
bỏng. Điều đó cho thấy nguy cơ của hoả hoạn, đặc biệt từ vật liệu dệt cần được phòng
tránh để giảm thiểu nguy cơ cháy.
1.1. Nhu cầu và sự phát triển của vải chống cháy.
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 hoả, quần áo bảo vệ,
bảo hộ lao động, trong nhà hàng, khách sạn làm rèm cửa, ga gối, và vải bọc...Vải
chống cháy có nhiều loại. Có loại được dệt từ các loại xơ có khả năng chống cháy, tính
chịu nhiệt cao như sợi thuỷ tinh, aramit, teflon. Cũng có loại dệt từ các xơ thơng

thường nhưng người ta đã xử lý hoàn tất chống cháy. Mỗi loại có những ưu nhược
điểm khác nhau. Tuỳ vào mục đích sử dụng mà lựa chọn cho phù hợp. Với vải kỹ thuật
hoặc trang trí thì chỉ cần tính chống cháy cao. Nhưng đối với quần áo thì ngồi tính
chống cháy cịn cần đến tính tiện nghi như độ mềm mại, độ bền, thống khí...Ở Việt
Nam việc sử dụng vải chống cháy chưa là tiêu chuẩn bắt buộc. Trước kia khi nền kinh

Đào Anh Tuấn

12

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

tế chưa phát triển và chưa 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 sử dụng sản phẩm dệt chống cháy với mục đích dân dụng ngày một tăng cao. Vải
chống cháy ngồi viêc 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 thông
thường. Qua khảo sát việc sử dụng vải chống cháy phục vụ cho nhiều lĩnh vực là thực
sự cần thiết.
Trước nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu việc nghiên cứu sản xuất vải
chống cháy cũng đã được đề cập và bắt đầu nghiên cứu. Việc tiếp tục nghiên cứu vải
chống cháy đặc biệt kết hợp với xử lý hoàn tất khác như chống thấm, chống nhàu, làm
mềm...và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm là cần thiết.
1.2. Bản chất của sự cháy. [2]
Cháy được định nghĩa là quá trình oxy hố mãnh liệt dưới tác dụng của nhiệt và
oxy khơng khí. Trong q trình cháy vật liệu sẽ bị nhiệt huỷ để chuyển thành vật liệu phân
tử thấp thể khí, nước và tro. Khi đã ở thể khí thì dễ bắt lửa, dễ cháy và toả ra nhiệt lớn do

phản ứng cháy tạo nên làm qúa trình cháy mạnh mẽ hơn và lan truyền ra xung quanh.
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 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, C2H6, N2, NH3, H2S. 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 khí, oxy bốc
thành ngọn lửa lan toả nhanh, ví dụ có dạng phản ứng:
2CO + O2 = 2CO2 + Q
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q

Đào Anh Tuấn

13

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bơng dệt thoi

Phản ứng có lượng nhiệt Q lớn thoát ra, nhiệt tiếp tục tham gia sưởi nóng vật
liệu phần chưa cháy làm vật liệu dễ cháy hơn. Nếu đủ oxy thì 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 thì sự phân huỷ 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 cháy của vật liệu phụ thuộc vào bản chất

của vật liệu, điều kiện môi trường và bản chất của phụ gia. Tuỳ theo vật liệu mà người
ta phân ra các loại cháy là cháy có ngọn lửa (cháy bùng), cháy than hồng (cháy than rõ)
và cháy âm ỉ.
Cháy bùng: là sự cháy thấy rõ ngọn lửa kèm theo khí hoặc hơi. Đây là quá
trình đốt cháy kèm theo toả nhiệt xảy ra trong khí cháy bên trên bề mặt vật liệu đang
phân huỷ.
- Cháy than hồng: là quá trình cháy kèm toả 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 thừa oxy.
- Cháy âm ỉ: là sự cháy chậm, ít toả nhiệt thường đi kèm theo khói nhưng khơng
có ngọn lửa và không phát sáng. Cháy âm ỉ thường xảy ra dưới bề mặt với lượng oxy
hạn chế. Để tự duy trì sự cháy thì lượng nhiệt năng từ phản ứng toả 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 cháy bằng nhiệt toả ra của các
phản ứng cháy trừ đi lượng nhiệt cần 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 khí làm
cho q trình cháy lan truyền nhanh. Còn sự cháy âm ỉ thường xảy ra bên dưới bề mặt
vật liệu.

Đào Anh Tuấn

14

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bơng dệt thoi

1.3. Đặc tính cháy của vật liệu dệt. [2]

Các loại sợi, vải đang dùng để may mặc, vải dùng trong kỹ thuật, vải dùng trong
mục đích dân dụng như trang trí nội thất, đều là vật liệu polymmer. Cấu trúc và thành
phần hoá học của các loại vật liệu dệt có khác nhau. Bởi 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, phụ thuộc vào độ dài mạch, lực liên kết giữa các mạch, thành phần nguyên tố
cấu tạo nên vật liệu dệt, cấu trúc vật lý (vùng tinh thể, vơ định hình của vật liệu dệt).
Như vậy dưới tác dụng của nguồn nhiệt, độ bền nhiệt của vật liệu dệt khác nhau, có vật
liệu bị cháy, có loại khó cháy hoặc khơng cháy. Dựa vào đặc điểm này mà người ta sử
dụng vật liệu dệt vào những mục đích khác nhau, như ngành luyện kim, phịng cháy
chữa cháy, trang trí nội thất...Có thể chia vật liệu dệt theo khả năng bắt lửa, có 3 loại:
* Loại dễ bắt lửa: đây là loại polymer không nhiệt dẻo, khi bắt lửa không chảy
mềm mà cháy ngay trong khơng khí khi tiếp xúc với ngọn lửa như các loại vải dệt từ
xơ bông, lanh, xenlulô tái sinh ( vitxco, lyocell...).
* Loại vật liệu khó bắt lửa: đây là loại khó bắt lửa, chịu nhiệt, vật liệu có thể tự
tắt khi khơng tiếp xúc với ngọn lửa. Ví dụ như vải dệt từ xơ len, tơ tằm, PA, PES,
aramit,...
* Loại không cháy, không bắt lửa: như các loại từ xơ amiang, sợi thuỷ tinh,
basal.
Ngoài ra đặc điểm cháy của vật liệu dệt cịn phụ thuộc vào các thơng số khác
như: thành phần hố học, cấu trúc kiểu dệt, mơi trường xảy ra cháy...Nếu theo thành
phần hố học thì xơ sợi nào có thành phần nguyên tố C, H, O thì dễ cháy. Cịn nếu
trong thành phần hố 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 nếu vật liệu cháy trong môi trường giàu oxy sẽ dễ dàng cháy hơn. Khi

Đào Anh Tuấn

15

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

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 nhiệt 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.
- Tính chất nhiệt: là nhiệt độ mà 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 (limiting oxygene index) tức là chỉ tiêu giới hạn oxy tối thiểu trong khí quyển
để vật liệu có thể cháy được, chỉ số này được tính theo %. Bảng 1.1 (trang 17) thể hiện
chỉ số oxy giới hạn (LOI) của một số vật liệu dệt.

Đào Anh Tuấn

16

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Bảng 1.1: chỉ số oxy giới hạn (LOI) của các vật liệu dệt. [2]
Số thứ tự

Tên Vật liệu

LOI (%)

1

Polyetylen

18

2

Polyacrynonitril

18

3

Polypropylen

4

Xenlulo

19

5

Polyester

21

6

Polyvinyl alcohol

22

7

Vynilon

23

8

Len

25,2

9

Modacrylic

26,8

10

polycacbonat

11

Aramit

12

Phenol formadehit

35

13

Polyvinylclorua

60

14

Xơ cacbon

60

18,6

27
28,5

Những vật liệu nào có chỉ số LOI < 25 dễ cháy dễ bắt lửa, các vật liệu có chỉ số
LOI > 25 khó cháy, có khả năng tự tắt trong khơng khí.
Với xenlulo có chỉ số LOI = 19 dễ cháy là do cấu trúc phân tử chứa nhiều cacbon,

oxy (thành phần chứa C, H, O, trong đó tỷ lệ oxy đạt đến 49,4%) và liên kết kém chặt chẽ.
Ở nhiệt độ cao dễ phân huỷ thành hợp chất thể khí dễ cháy như CH4, C2H6...
Đối với PE, PP thành phần chỉ có C, H, với chỉ số LOI = 18,6 nên dễ cháy trong
khơng khí. Do đây là những polymer nhiệt dẻo nên khi cháy, ban đầu chảy mềm và co
lại, sau đó chảy lỏng cung cấp nhiệt thêm cho bề mặt vật liệu tăng cường sự cháy. Với
vật liệu là Len, đây là loại có tính cháy thấp, khó bắt lửa, khó lan truyền, khi khơng tiếp
xúc với ngọn lửa có thể tự tắt. Chỉ số LOI = 25,2 của len ở ngưỡng trên của nồng độ

Đào Anh Tuấn

17

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

oxy tối thiểu trong khí quyển, nó chỉ cháy trong điều kiện thuận lợi. Với nhóm vật liệu
nhiệt dẻo, đây là loại vật liệu có tính cháy thấp. Polyamit và polyester đều 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 giảm bớt
sự cháy lan.
1.4. Nguyên lý xử lý chống cháy. [2, 13]
1.4.1. Nguyên lý xử lý chống cháy.
Trừ một số loại xơ có khả năng tự tắt như xơ len, xơ khoáng hoặc được biến tính
bằng phương pháp vật lý, hố học, hoặc hố chất chống cháy. Còn đa số các polymer
dùng trong ngành dệt đều 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. 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. Khi cháy năng lượng cần thiết để duy trì sự cháy là lượng
nhiệt cần thiết cho phản ứng cháy và năng lượng toả ra môi trường xung quanh. Để
chống cháy hay làm chậm cháy người ta đưa những hố chất mà khi cháy nó phân huỷ
thốt ra những khí có tác dụng dập lửa ví dụ:
(NH4)2SO4

t0

NH3+N2+H2O+NH4HSO3, hoặc là chúng chảy ra làm ngăn

cản ngọn lửa lan truyền như các muối Na3PO4, MgSiO3...
Hiện nay có các phương pháp sau để sản xuất vải chịu nhiệt, chống cháy.
1. Sản xuất vải chống cháy từ các xơ dệt khó bắt lửa như aramit (nomex), từ sợi
PVC biến tính, PES biến tính cộng với phụ gia chống cháy (SnO3, Na2B4O7...).
2. Sản xuất vải chịu nhiệt, chống cháy bằng cách hoàn tất.
Trong số vải dễ cháy, xenlulo là dễ cháy hơn cả vì vậy q trình này thường là
q trình hồn tất. Có 3 phương pháp:
- Phương pháp 1: sản xuất vải chống cháy không bền. Người ta đưa lên vải muối
amoni như (NH4)2SO4, NH4Cl, (NH4)2CO2, hoặc muối vô cơ Na3PO4, Sn (OH)2 bằng

Đào Anh Tuấn

t0

18

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

cách ngâm tẩm hoặc ngấm ép. Khi nằm trên vải gặp nhiệt độ cao những muối này thốt
ra khí khơng cháy:
(NH4)2SO4

NH3+N2+H2O+NH4HSO3

Với biện pháp này hiệu quả sử dụng không được lâu, chỉ sau vài lần giặt sẽ mất đi.
- Phương pháp 2: sản xuất vải chống cháy nửa bền. Phương pháp này sản xuất
ra các chế phẩm trong đó chứa các phụ gia chống cháy và nhựa tiền polymer sau đó vải
được ngấm ép, sấy khô và gia nhiệt ở nhiệt độ 150 – 1600c. 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 sau 10-15 lần giặt và mất dần.
- Phương pháp 3: sản xuất vải chống cháy bền. Phương pháp này là phụ gia
chống cháy liên kết hố học với xenlulơ. Ví dụ dùng chất chống cháy THPC (tetra
hydroxy metyl photpho clorua), có cơng thức: (HOCH2)4PCl cộng với amin (ure, hợp
chất chứa nitơ) Na2HPO4. Liên kết hố học với xenlulơ được mơ tả như sau:
Amin hố

Xenlulơ – OH + Cl – CH2 – CH2 – NH2
+ (HOCH2)4PCl
Xenlulô – O – (CH2)2 – N

Xenlulô – O – CH2 – CH2 – NH2

CH2
CH2

P – CH2 – CH2 – NH – (CH2)2 –O – xenlulô + HCl

+ 3 H2 O
Khi trong thành phần xenlulô vừa chứa phốtpho và nitơ ở dạng hữu cơ và có tỷ
lệ thích hợp thì vải sẽ khó cháy, đồng thời có khả năng chống nhàu.
1.4.2. Các loại hoá chất dùng cho xử lý chống cháy.
* Yêu cầu: - Các loại hoá chất xử lý chống cháy phải phù hợp với điều kiện thí
nghiệm, sản xuất đồng thời phải dễ kiếm, giá thành hạ và không gây ảnh hưởng đến
môi trường sinh thái cũng như tính tiện nghi.
- Hố chất chống cháy phải đảm bảo tính chậm cháy cho sản phẩm, đảm bảo sau
quá trình giặt ướt hoặc giặt khơ, độ bền kéo đứt, độ rủ, cảm giác sờ tay...Hiện nay việc
xử lý làm chậm cháy vải bông mới chỉ dừng ở phạm vi hẹp. Các hố chất nếu đảm bảo

Đào Anh Tuấn

19

Khoa cơng nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

các yêu cầu trên thì sẽ đa dạng hố mặt hàng khơng những trong ngành đặc thù mà còn
ứng dụng nhiều trong các sản phẩm dân dụng.
Về nghiên cứu có nhiều hố chất xử lý hồn tất có khả năng làm chậm cháy cho
vải. Mỗi loại có những đặc trưng riêng. Vì vậy có thể chia thành các nhóm hố chất
chính như sau:
- Hố chất hồn tất chống cháy khơng bền.
- Hố chất hồn tất chống cháy nửa bền.
- Hố chất hồn tất chống cháy bền.
- Các hợp chất hỗn hợp có khả năng chống cháy.
1. Hố chất hồn tất chống cháy khơng bền.

Người ta sử dụng các dung dịch muối tan trong nước như các muối amoni, muối
vơ cơ.
Ví dụ: (NH4)2SO4, NH4Cl, (NH4)2CO2, Na3PO4, Na2WO4.H2O... Có thể dùng
phương pháp ngâm tẩm, cán ép. Các hoá chất này khi nằm trên vải gặp nhiệt độ cao,
những muối này thu nhiệt chảy ra thành màng mỏng hoặ phân huỷ và thốt ra các khí
khơng cháy ngăn ngọn lửa bén vào vật liệu và dập lửa.
Ví dụ:
3(NH4)2SO4

T0

NH3 + N2 + 3H2O + 3NH4HSO3

Các khí này làm giảm tỷ lệ oxy ở điểm vải tiếp xúc với môi trường xung quanh
làm cho lửa không lan truyền được. Tuy nhiên khi sử dụng hoá chất này hiệu quả sử
dụng không được lâu, sau giặt vài lần sẽ mất đi.Chỉ dùng cho những sản phẩm ít phải
giặt như rèm cửa, phơng màn rạp hát vì dễ kiếm rẻ tiền.
2. Hoá chất chống cháy nửa bền.
Đây là những chế phẩm trong đó có chứa các phụ gia chống cháy và nhựa tiền
polymer. Sau đó vải được ngấm ép dung dịch này, rồi tiến hành sấy khô, gia nhiệt ở
nhiệt độ 150 – 160 0c. Ở nhiệt độ cao những hợp chất tiền polymer chuyển thành hồn

Đào Anh Tuấn

20

Khoa cơng nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

chỉnh gắn chặt phụ gia vào vải. Trên thị trường hoá chất này có nhiều tên khác nhau
như Pyroset DO, flame reardant FR – CP...
Ưu điểm của chế phẩm này là sản phẩm sau khi xử lý tương đối bền với giặt từ
10 – 15 lần giặt hiệu quả sẽ mất dần.
3. Hoá chất hồn tất chống cháy bền.
Những loại hố chất này có khả năng chống cháy cho vải và giữ tính chống cháy
sau nhiều lần giặt (50 lần hoặc hơn nữa). Những loại hoá chất này được coi là bền vững
khi xử lý cho vải như Oxit kim loại, chất xử lý chống cháy THPC (tetra hydroxy metyl
photpho clorua), hay các hợp chất phôt pho, ni tơ...
Những hợp chất này gắn lên vải bằng cách xuyên thấm, phản ứng và polymer
hoá, đồng trùng hợp. Loại hoá chất này hiện nay được nhiều hãng chế tạo, được sử
dụng phổ biến dưới các tên thương mại khác nhau.
1.5. Nguyên lý xử lý chống thấm.
Một số mặt hàng dân dụng hoặc quần áo chuyên dụng ngồi tác dụng có khả
năng chống cháy cịn cần tính chống thấm của vật liệu như lều bạt, quần áo dùng trong
quân đội, lính cứu hoả...Nhiều vật liệu dệt dễ thấm nước trong đó có vải bơng. Trong
thành phần hố học của nó có chứa nhiều nhóm ưa nước (-OH, - NH2, COOH...) có sức
căng bề mặt lớn gần với sức căng bề mặt của nước nên chúng dễ thâm nhập vào nhau.
Vì vậy những mặt hàng dệt từ xơ bơng rất dễ thấm nước. Để vải bơng có khả năng
chống thấm nước thì nguyên tắc chung là làm giảm sức căng bề mặt của vật liệu thì
nước khó thâm nhập vào vật liệu. Ví dụ sức căng bề mặt của một số vật liệu và chất
lỏng thể hiện trong bảng 1.2.

Đào Anh Tuấn

21

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang

Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

Bảng 1.2. Sức căng bề mặt của vật liệu dệt và một số chất lỏng [2]
TT

Loại vật liệu và chất lỏng

Sức căng bề mặt γ (Dyn/cm)

I

Vật liệu dệt

1

Bông

70

2

PA

46

3

Len

45

4

PES

43

5

PVC

37

6

PE

31

7

PP

26-29

II

Chất lỏng

1

Nước 200c

72,8

0

2

Nước 80 c

62

3

Nước trái cây

58

4

Nước đường

57

5

Rươụ vang

45

6

Sữa

43

7

Cà phê

38

8

Dầu oliu

32

9

Dầu bơi trơn

28

10

Dầu khống

22

Những chất lỏng có sức căng bề mặt tương tương chúng dễ xâm nhập vào nhau,
cịn những chất lỏng có sức căng bề mặt nhỏ rất khó xâm nhập vào vật liệu có sức căng
bề mặt lớn.

Đào Anh Tuấn

22

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

* Một số hoá chất xử lý chống thấm.
Để làm giảm sức căng bề mặt của vật liệu dệt người ta dùng các biện pháp sau:
1. Tạo màng xà phòng kim loại trên vải.
O

O

R- C

+ Na OH

OH

R-C

ONa

xà phịng natri. R: gốc ankyl có C: 12-18

Axit béo

O

﴾

Vải ngấm dung dịch xà phòng 3 R – C

﴾R – C

O

﴿ Al
3

﴿

ONa

﴿

+ Al (CH3COO)3

+ 3 CH3COONa

kết tủa

Khi kết tủa xà phịng nhơm hướng gốc ankyl ra mặt ngồi vải, gốc no kỵ nước
làm cho nước khơng thấm vào cấu trúc xơ.
2. Biến tính xellulo (biến nhóm ưa nước thành nhóm kỵ nước).
Xell – OH + Cl – C – R

xell – O – C – CH+ HCl

O anhydrit (Cl)

O

kỵ nước

R: gốc ankyl

3. Sử dụng hợp chất silicon.
Dùng loại phân tử cao làm chất chống thấm. Silicon này được sản xuất ở dạng
nhũ tương khi đưa lên vải phần hướng phần ưa nước vào vải phần kỵ nước quay ra
ngồi nhờ vậy mà nước khó thâm nhập vào vải.
CH3

CH3

CH3 CH3CH2 CH3CH2

– Si – (O) – Si – (O)nCH3

CH3

Si

Si

O

O

CH3

Si
O

O

vải

4. Sử dụng hợp chất perfluorocacbon (FC).
Khi thay thế nhóm CH3 bằng nhóm CF3 vật liệu sẽ có sức căng bề mặt 6-10
dyn/cm dùng để chống thấm dầu, nước (water, oil repellent finish). Thí dụ như:

Đào Anh Tuấn

23

Khoa cơng nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

CH3

CH2 = C
O
C
O – CH2 – CH2 – Cn F2n +1
R
CH2 = C
O
C

CH3
O – OH – CH2 – Cn F2n +1

Khi đưa hợp chất này lên vải tạo thành màng chống thấm nước, dầu rất cao.
1.6. Tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá tính cháy, khả năng chống thấm
của vật liệu dệt.
1.6.1. Định nghĩa:
- Chỉ số truyền nhiệt khi đặt vật liệu trong lửa – HTI 24:(Heat trano mission index
when exposed to a flame)
Là một số ngun của thời gian trung bình, tính ra giây, theo đó nhiệt độ tăng 24 ±
0,20C.
- Mật độ của thông lượng nhiệt tới:(Density of the incident heat flux).
Là năng lượng nhiệt tới bề mặt mẫu thí nghiệm trong một đơn vị thời gian tính
ra đơn vị kw/m2.
- Hệ số truyền nhiệt:(Heat transmission factor).
Là số đo của một phần nhiệt lượng từ nguồn nhiệt bức xạ truyền qua mẫu thử.
Nó bằng tỷ số mật độ của thơng lượng nhiệt truyền qua mẫu thử và mật độ của thông
lượng nhiệt tới mẫu thử.
- Cấp độ truyền nhiệt khi vật liệu chịu nhiệt bức xạ: t1, t2, t3.

Đào Anh Tuấn

24

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang


Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy, kết hợp chống thấm cho vải bông dệt thoi

t1, t2, cấp độ được xác định bằng khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu bức xạ
nhiệt và sự truyền nhiệt hoàn tồn qua mẫu thử khi thơng lượng nhiệt đạt đến giá trị
bằng giá trị đã đủ gây ra tổn thương (t1) và độ nhiệt cháy thứ hai (t2).
t3 cấp độ được xác định bằng khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu bức xạ nhiệt
và sự truyền nhiệt hoàn toàn qua mẫu thử khi thông lượng nhiệt đạt 2,5 kw/m2.
1.6.2. Đánh giá khả năng chống cháy của vải.
1. Đo sự lan truyền hạn chế của lửa – EN 532
- Mẫu thử được treo thẳng đứng tiếp xúc với ngọn lửa nhỏ propan thẳng góc với
bề mặt vải trong 10 giây. Ghi nhận thời gian và hiện tượng:
+ Thời gian lửa tồn tại sau khi ra khỏi ngọn lửa.
+ Thời gian nóng sáng của vật liệu.
+ Hiện tượng tạo ra lỗ.
+ Xem ngọn lửa có bén vào mép của mẫu thử.
2. Đo sự truyền nhiệt khi đặt mẫu thử trong lửa – EN (ISO 9151).
Mẫu vải được đặt nằm ngang, một mặt vải được tiếp xúc với ngọn lửa có thơng
lượng nhiệt đến 80 kw/m2. Thời gian để cho cảm biến nhiệt đặt phía sau của mẫu thử
tăng 240C được ghi nhận. Giá trị này tương ứng gần đúng với nhiệt độ lỏng thứ hai.
Giá trị HTI 24 khơng có đơn vị, cũng có thể tính HTI 12 là thời gian cần thiết để tăng
nhiệt độ 120C.
3. Đo sự truyền nhiệt khi đặt vật liệu dệt trong nhiệt bức xạ - EN 367(ISO 9151).
Mẫu thử đặt thẳng góc, một mặt vải hướng về phía nguồn nhiệt có cường độ xác định
(giữa 5 và 80 kw/m2). Thời gian cần thiết cho cảm biến nhiệt đặt phía sau mẫu vải đạt:

+ Mức độ tổn thương.
+ Độ cháy thứ 2.
Cũng như thời gian để cảm biến nhiệt đạt thông lượng nhiệt 2,5 kw/m2.
4. Đo sự truyền nhiệt khi vật liệu dệt tiếp xúc với phần kim loại nóng – EN 702
(ISO 12127).

Đào Anh Tuấn

25

Khoa công nghệ Dệt - May & Thời trang