Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp kẽm borat, nhôm hydroxyt và hydrotalcit dạng tấm nano ứng dụng chế tạo polyme composite chống cháy

Tình hình cháy nổ trong các ứng dụng vật liệu polyme đang đặt ra những thách thức lớn về an toàn, thúc đẩy nhu cầu phát triển các giải pháp chống cháy hiệu quả và thân thiện với môi trường. Các chất phụ gia chống cháy truyền thống thường đối mặt với hạn chế về hiệu suất, độc tính hoặc tác động tiêu cực đến tính chất cơ lý của vật liệu. Trong bối cảnh đó, vật liệu vô cơ cấu trúc nano nổi lên như một hướng tiếp cận đầy triển vọng nhờ khả năng cải thiện đáng kể khả năng chống cháy ở liều lượng thấp. Luận án này tập trung vào nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng kẽm borat, nhôm hydroxit và hydrotalcit dạng tấm nano nhằm chế tạo polyme compozit chống cháy hiệu suất cao, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành vật liệu.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư vật liệu, chuyên gia trong lĩnh vực hóa học polymer, công nghệ vật liệu và an toàn cháy nổ, cũng như các sinh viên sau đại học quan tâm đến vật liệu chống cháy và công nghệ nano.

Luận án trình bày kết quả toàn diện về tổng hợp và ứng dụng các chất chống cháy vô cơ cấu trúc nano mới trong polyme compozit. Nghiên cứu đi sâu vào phương pháp tổng hợp và đặc trưng hóa các hạt nano kẽm borat (nZB), nano nhôm hydroxit (nATH) và nano hydrotalcit (nHT) với cấu trúc dạng tấm nano được tối ưu hóa. Các vật liệu nano này sau đó được biến tính bề mặt để tăng cường khả năng phân tán và tương thích với nền polyme, đặc biệt là nhựa polypropylen (PP) và nhựa epoxy (EP). Phương pháp nghiên cứu bao gồm đánh giá khả năng chống cháy thông qua các tiêu chuẩn như chỉ số oxy giới hạn (LOI) và thử nghiệm cháy đứng UL94-V, cùng với phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), nhiệt vi sai (DTG), và khảo sát hình thái học của lớp than cháy bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể về tính chất chống cháy và ổn định nhiệt của các polyme compozit khi sử dụng các phụ gia nano này, đồng thời duy trì hoặc cải thiện các tính chất cơ học. Những phát hiện này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế hoạt động của các phụ gia nano mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất vật liệu polyme an toàn hơn cho nhiều lĩnh vực công nghiệp.