- Chế tạo được một số phụ gia có hiệu quả chống cháy cao và thân thiện môi trường như vật liệu khung cơ kim, hydrotalcit và phyllosilicat biến tính;  

- Xây dựng được quy trình chế tạo và chế tạo thành công một số nanocompozit có khả năng chống cháy cao và cơ tính tốt;

- Xác định được hiệu quả chống cháy và cơ chế chống cháy hiệp đồng của tổ hợp các phụ gia chống cháy.

 

* Đã tổng hợp thành công một số vật liệu khung cơ-kim phù hợp cho chế tạo nanocompozit chống cháy, bao gồm ZIF-67, ZIF-8, Fe-BDC, Fe-BDC-NH2. Trong đó, vật liệu ZIF-67, ZIF-8 có dạng khối đa diện 12 mặt với kích thước hạt khoảng 50-300 nm. Các vật liệu Fe-BDC và Fe-BDC-NH2 có cấu trúc tinh thể lục giác dạng thoi; Fe-BDC có chiều dài khoảng 800-1000 nm và đường kính trung bình khoảng 100 nm,  trong khi Fe-BDC-NH2 có chiều dài 150-235 nm và đường kính trung bình khoảng 60 nm.

 

* Đã tổng hợp thành công nano hydrotalcite (Mg/Al-LDH) dạng tấm lục giác có cấu trúc phân lớp bằng phương pháp đồng kết tủa, với kích thước khoảng 150 nm và chiều dày khoảng 20 nm. Điều kiện tổng hợp tối ưu được xác định gồm tỷ lệ mol Mg2+/Al3+ = 2,5, thời gian già hóa 24 giờ và nhiệt độ già hóa 90 ^oC.

 

* Đã tổng hợp thành công vật liệu nano nhôm hydroxit (nATH) dạng tấm lục giác bằng phương pháp thuỷ nhiệt, với kích thước khoảng 350-450 nm và chiều dày khoảng 30 nm. Điều kiện tổng hợp tối ưu được xác định gồm nhiệt độ thủy nhiệt 90 ^oC và thời gian thủy nhiệt 72 giờ.

 

* Đã biến tính thành công ống nano halloysite với chất chống cháy 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide thông qua cầu nối silan, thu được vật liệu lai HN@DA với hàm lượng hữu cơ khoảng 10 wt%.

 

* Đã chế tạo thành công vật liệu lai vô cơ/hữu cơ trên cơ sở nano Mg/Al-LDH xen kẽ bởi chất chống cháy DOPO. Khoảng cách lớp cơ bản của LDH trong vật liệu lai DOPO-LDH đạt tới 17,5 Å ở các tỷ lệ khối lượng DOPO/LDH là 3:1 và 4:1.

 

* Đã chế tạo thành công vật liệu lai MOF-DOPO bằng phản ứng thế nucleophin giữa Fe-BDC-NH2 và DOPO-Cl. Hàm lượng DOPO gắn thành công trên bề mặt MOF đạt 7,67 wt%.

 

* Đã chế tạo thành công các hệ compozit trên các nền nhựa PE, xốp PU và epoxy có hiệu quả chống cháy cao và cơ tính tốt, sử dụng các tổ hợp phụ gia thân thiện với môi trường. Đồng thời, cơ chế chống cháy hiệp đồng của các hệ phụ gia trên các nền polyme cụ thể cũng đã được nghiên cứu một cách hệ thống:

- Đã chế tạo thành công các nanocompozit trên nền nhựa HDPE vừa đạt hiệu quả chống cháy cao vừa duy trì cơ tính tốt. Thành phần phụ gia tối ưu được xác định gồm 3 wt% Fe-BDC, 10,2 wt% ATH và 6,8 wt% RP. Với công thức này, nanocompozit PE đạt phân loại UL-94 V-0, giá trị LOI 27,2%, độ bền kéo 22,48 MPa và độ giãn dài khi đứt 527,42%. Công thức tối ưu này đã được lựa chọn làm cơ sở xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nanocompozit PE chống cháy đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kỹ thuật đã đăng ký.

- Đã chế tạo thành công compozit chống cháy trên nền xốp PU bằng phương pháp nở tự do, sử dụng tổ hợp phụ gia chống cháy EG và APP@PEI. Tỷ lệ tối ưu của hệ phụ gia được xác định gồm 5 wt% APP@PEI và 15 wt% EG. Với công thức này, compozit PU đạt phân loại UL-94 V-0, giá trị LOI 31,1% và độ bền nén đạt 0,348 MPa. Công thức này đã được lựa chọn để xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu compozit PU chống cháy đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kỹ thuật đã đăng ký.

- Đã chế tạo thành công các nanocompozit chống cháy trên nền nhựa epoxy bằng phương pháp đóng rắn. Hiệu ứng chống cháy hiệp đồng của ba tổ hợp phụ gia nATH/APP@PEI, DOPO-LDH/APP@PEI và MOF-DOPO/APP@UMF đã được nghiên cứu. Kết quả chỉ ra rằng tổ hợp MOF-DOPO/APP@UMF mang lại hiệu quả chống cháy vượt trội cho nền epoxy. Tỷ lệ tối ưu giữa MOF-DOPO và APP@UMF được xác định gồm 1 wt% MOF-DOPO và 9 wt% APP@UMF. Với công thực này, compozit epoxy đạt phân loại UL-94 V-0, giá trị LOI 37,3%, độ bền kéo 60,95 MPa và độ bền va đập 21,12 KJ/m².

 

* Đã xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu nanocompozit chống cháy trên nền nhựa PE quy mô 1 kg/mẻ với công thức 78,43 wt% nhựa HDPE, 16,67 wt% tổ hợp nhôm hydroxit/phốt pho đỏ, 2,94 wt% vật liệu MOF Fe-BDC và 1,96 wt% dầu parafin.

 

* Đã xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu nanocompozit chống cháy trên nền xốp PU quy mô 100 g/mẻ với thành phần gồm 29,67 wt% polyether polyol, 47,48 wt% 4,4’-diphenylmethane diisocyanate, 2,08 wt% cyclopentane, 1,48 wt% polycat 8, 14,28 wt% EG và 4,83 wt% APP@PEI.

 

 

* Đã chế tạo được các vật liệu lai chống cháy mới trên cơ sở vật liệu cấu trúc nano bao gồm DOPO-LDH, MOF-DOPO, HNT@DA thể hiện đồng thời khả năng chống cháy hiệp đồng và đặc tính gia cường hiệu quả, có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao.

* Đã xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu nanocompozit chống cháy trên nền nhựa PE quy mô 1 kg/mẻ.

* Đã xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu nanocompozit chống cháy trên nền xốp PU quy mô 100 g/mẻ.

*  Đã thiết kế và chế tạo thành công các phụ gia chống cháy mới trên cơ sở vật liệu lai cấu trúc nano, bao gồm: DOPO-LDH, MOF-DOPO và HNT@DA. Các vật liệu này phát huy đồng thời khả năng chống cháy pha khí của DOPO và hiệu ứng rào cản pha rắn cũng như đặc tính gia cường của các vật liệu cấu trúc nano, qua đó tạo nên các hệ phụ gia hiệu năng cao vượt trội so với các phụ gia thông thường.

 

* Đã nghiên cứu chế tạo và xác định được tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa các phụ gia chống cháy cho các nền polyme nhựa nhiệt dẻo và nhiệt rắn trên cơ sở cân bằng hiệu quả chống cháy và duy trì các tính chất cơ học. Cụ thể, các tổ hợp phụ gia gồm (3 wt% Fe-BDC, 10,2 wt% ATH và 6,8 wt% RP) cho nền PE, (5 wt% APP@PEI và 15 wt% EG) cho nền xốp PU và (1 wt% MOF-DOPO và 9 wt% APP@UMF) cho nền epoxy được chứng minh là những hệ mang lại hiệu quả chống cháy cao, đồng thời đáp ứng yêu cầu về cơ tính và tiềm năng ứng dụng thực tiễn. 

 

* Cơ chế chống cháy hiệp đồng giữa các phụ gia trên các nền polyme cụ thể đã được luận giải một cách có hệ thống thông qua phân tích nhiệt, khảo sát cấu trúc và hình thái lớp than, quan sát vi cấu trúc và xác định thành phần các sản phẩm phân hủy. Kết quả này giúp hiểu sâu hơn bản chất tương tác giữa các phụ gia chống cháy và đóng góp vào việc thiết kế hệ phụ gia tối ưu, phù hợp với đặc trưng của từng loại polyme.

 

*** Sản phẩm cụ thể giao nộp:

* Các bài báo đã công bố: