Ngày
nay, bọt polyurethane được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.
Trong khi các bọt mềm được dùng trong đồ gỗ, giường, các phương tiện giao thông
công cộng, các bọt cứng được dùng làm vật cách nhiệt, cách âm trong các tòa
nhà. Tuy nhiên, bọt polyurethane, cả bọt cứng và mềm, đều rất dễ cháy nên các
quy định về việc sử dụng loại bọt này phải được ban hành, đặc biệt là trong
lĩnh vực xây dựng.
Bên
cạnh đó, những nghiên cứu đã được thực hiện để biến tính các bọt polyurethane,
làm chậm sự cháy. Nhưng trước hết, ta xem xét cơ chế của quá trình cháy như
sau:
Quan
sát cơ chế của quá trình cháy, ta có thể rút ra các nguyên lý làm chậm sự cháy
như sau:
1.
Thêm vào các chất giúp loại nước (dehydration) và hình thành than nhiều hơn, ví
dụ như các phosphate, phosphonate và ammonium sulfonate, giảm sự hình thành các
khí dễ cháy.
2.
Thêm vào các hợp chất chứa Cl hoặc Br hấp thu các gốc tự do, ta có thể ngăn phản
ứng cháy xảy ra vì phản ứng cháy là phản ứng tạo thành các gốc tự do. Các loại
như sau: phosphate: (RO)3 P(O), phosphonate: (RO)2 (R)
P(O), phosphinate: (R2) (OR) P(O), phosphite: (RO)3 P, phosphine
oxide: R3 P(O), phosphine: R3 P, trong đó R là nhóm alkyl
chứa clo hoặc brôm. Đa số các chất làm chậm cháy thương mại là các ester
phosphate clorua.
3.
Thêm vào các chất độn có chứa nhiều nước như nhôm trihydrate, ẩn nhiệt hóa hơi
của nước cao giúp giảm nhiệt độ và nhiệt tỏa ra của quá trình cháy, các khí dễ
cháy tạo thành ít hơn. Calcium (canxi) carbonate, silica, và đất sét cũng rất
hiệu quả khi được sử dụng làm các chất độn làm chậm cháy.
4.
Kết hợp các liên kết bền nhiệt vào cấu trúc bọt polyurethane để giảm sự phân hủy
nhiệt của bọt, giúp giảm sự hình thành các khi dễ cháy. Liên kết bền nhiệt thông
thường là liên kết polyisocyanurate, ngoài ra còn các liên kết amide, imide, và
carbodiimide. Lượng các liên kết này phải vượt qua một giá trị xác định, bị ảnh
hưởng bởi tỷ lệ đương lượng NCO/OH và khối lượng phân tử của polyol.
Tham khảo từ tài liệu Polyurethane and Related
Foams , Kaneyoshi
Ashida, CRC - Taylor &
Francis, 2006, trang 43 - 46
(vtp-vlab-caosuviet)
