Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, vật liệu trên cơ sở polyuretan (PU) đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống xã hội, bởi vì chúng có đặc tính cách nhiệt, cách âm tốt, khả năng chịu lực cao, bền hóa chất, có khả năng chống ăn mòn, dễ gia công, dễ lắp đặt, dễ kết dính với loại vật liệu khác (như: tôn, nhôm, bê tông, nhựa….). Với khả năng cách nhiệt, cách âm tốt, có độ cứng cao, đặc biệt là rất nhẹ (khối lượng riêng ở khoảng 20 ÷ 150 kgm3), nên rất thích hợp ứng dụng trong công nghiệp xây dựng dùng để làm tấm cách nhiệt chống nóng cho mái nhà, vách ngăn, vách tường... Việt Nam là quốc gia có khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, số ngày nắng nóng nhiều, việc chống nóng giảm nhiệt cho các tòa nhà cao tầng và khu vực nhà dân là rất cần thiết. Về mùa đông, các tấm cách nhiệt, vách tường cách nhiệt có tác dụng giữ cho căn phòng ấm áp. Vấn đề xây dựng nhà làm việc, nhà ở hiện nay đang có nhu cầu rất lớn về v ật liệu cho mục đích trên, ước tính khoảng 500.000700.000 tấnnăm và ngày càng tăng.
TIỂU LUẬN VẬT LIỆU POLYURETAN (PU) XỐP TIỂU LUẬN MÔN HỌC POLYURETAN XỐP MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu chế tạo ứng dụng PU Việt Nam 1.2 Polyuretan (PU) xốp 1.2.1 Giới thiệu chung xốp polymer 1.2.2 Phân loại xốp polymer CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU XỐP PU 2.1 Nguyên liệu chế tạo PU xốp 2.1.1 Polyol 2.1.2 Izocyanat 2.1.3 Các chất tạo xốp 2.1.4 Chất phụ gia khác cho sản phẩm PU xốp 10 2.2 Cơ chế hình thành PU xốp [5, 13] 11 2.3 Các phương pháp sản xuất xốp 12 2.4 Đặc trưng cấu trúc, tính chất xốp PU 13 2.4.1 Đặc trưng cấu trúc hình thái 13 2.4.2 Tính chất cách âm vật liệu PU xốp 14 2.4.3 Tính chất cách nhiệt vật liệu PU xốp 15 2.4.4 Độ hấp thu nước vật liệu PU xốp 17 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG 3.1 Ứng dụng 3.1.1 NHÓM 18 Cách âm cách nhiệt [17] 18 18 18 GVHD: NGUYỄN VĂN DŨNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC 3.1.2 3.2 Ứng dụng vào vật liệu xây dựng [18] Lợi ích kinh tế mơi trường POLYURETAN XỐP 19 22 3.2.1 Kinh tế [19] 22 3.2.2 Môi trường 23 3.3 Hướng phát triển tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO NHÓM 18 23 25 GVHD: NGUYỄN VĂN DŨNG TIỂU LUẬN MƠN HỌC POLYURETAN XỐP DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1: Cấu tạo chất hoạt động bề mặt 10 Hình 2: Cấu trúc phân tử polydimethyl siloxane 11 Hình 3: Trạng thái trước sau hình thành bóng khí 11 Hình 4: Các giai đoạn hình thành xốp 12 Hình 5: Ảnh SEM mẫu sản phẩm PU xốp 13 Hình 6: Hình biểu thị mặt cắt ngang sơ đồ vật liệu PU xốp [16] 14 Hình 7: Cơ chế truyền nhiệt bọt PU xốp 15 Hình 8: Độ dẫn nhiệt vật liệu PU xốp theo chiều dày vật liệu 16 Hình 9: Độ hấp thụ nước vật liệu PU xốp theo thời gian 17 Hình 10: Phun tường 18 Hình 11: Phun mái nhà Hình 12: Phun bể chứa hóa chất 18 Hình 13: Cấu tạo gạch mát 19 Hình 14: Cấu tạo Panel làm từ xốp PU 20 Hình 15: Một sân nhà vừa phủ vữa polyurethane 22 Hình 16: Quy trình sản xuất tái chế PU xốp 22 NHÓM 18 GVHD: NGUYỄN VĂN DŨNG DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Một số chất tạo xốp vật lý tính chất chúng [12] Bảng 2: Một số chất tạo xốp hoá học 10 Bảng 3: Bảng hệ số hút âm số vật liệu 15 MỞ ĐẦU Hiện nay, vật liệu sở polyuretan (PU) nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghiệp đời sống xã hội, chúng có đặc tính cách nhiệt, cách âm tốt, khả chịu lực cao, bền hóa chất, có khả chống ăn mòn, dễ gia cơng, dễ lắp đặt, dễ kết dính với loại vật liệu khác (như: tôn, nhôm, bê tông, nhựa….) Với khả cách nhiệt, cách âm tốt, có độ cứng cao, đặc biệt nhẹ (khối lượng riêng khoảng 20 ÷ 150 kg/m3), nên thích hợp ứng dụng cơng nghiệp xây dựng dùng để làm cách nhiệt chống nóng cho mái nhà, vách ngăn, vách tường Việt Nam quốc gia có khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, số ngày nắng nóng nhiều, việc chống nóng giảm nhiệt cho tòa nhà cao tầng khu vực nhà dân cần thiết Về mùa đông, cách nhiệt, vách tường cách nhiệt có tác dụng giữ cho phòng ấm áp Vấn đề xây dựng nhà làm việc, nhà có nhu cầu lớn v ật liệu cho mục đích trên, ước tính khoảng 500.000-700.000 tấn/năm ngày tăng Ngoài ra, nhu cầu vật liệu cách nhiệt, cách âm, chống cháy cho ngành công nghiệp khác lớn phải nhập như: ngành công nghiệp lạnh, chế tạo panel cách nhiệt, tủ lạnh thùng chứa đá, đường ống, kho lạnh, thùng xe tải lạnh, bồn chứa, container lạnh… Trong cơng nghiệp đóng tàu ta phải nhập chi tiết làm vách cách nhiệt, chống cháy, panel cho vách tàu, phao nổi, hầm lạnh chứa thực phẩm, ca nô cứu sinh…Do vậy, vấn đề nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu PU xốp cần thiết có ý nghĩa thực tiễn lớn Trong năm gần đây, nhiều nhà khoa học nước tiến hành nghiên cứu tìm cách ứng dụng vật liệu polyuretan xốp, nhiên kết nghiên cứu hạn chế, kết nghiên cứu dừng quy mơ phòng thí nghiệm Việc triển khai sản xuất loại vật liệu đặc chủng dừng giai đoạn sản xuất thử nghiệm, nên phạm vi sử dụng giá trị sản phẩm chưa đánh giá cách mức CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu chế tạo ứng dụng PU Việt Nam Tại Việt Nam, nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu PU mới, nhiên việc nghiên cứu chế tạo triển khai ứng dụng sản phẩm chế tạo từ vật liệu hạn chế Hầu hết sản phẩm chế từ vật liệu PU nguyên liệu để tạo chúng, phải nhập hoàn toàn Trong năm gần đây, việc nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu PU nước quan tâm nhiều hơn, số sở điển hình nghiên cứu lĩnh vực như: Trường Đại học Bách Khoa HN, Đại học Quốc Gia TP.HCM, Viện Hóa Học, Viện Khoa Học Vật LiệuViện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Viện Khoa Học Công nghệ Giao Thông Vận Tải…và thu kết định - Gần nhóm tác giả TS Nguyễn Thị Phương Phong chủ trì tiến hành: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bạc polyuretan xốp nhằm xử lý nguồn nước uống nhiễm khuẩn” [1] - Hay nhóm tác giả Nguyễn thị Bích Thủy Viện KHCN GTVT triển khai nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu chống thấm cho mặt cầu BT sở nhựa polyuretan” [2] - Tại trường Đại học KHTN-ĐHQGHN nhóm tác giả GS.TS Ngơ Duy Cường tiến hành nghiên cứu ứng dụng vật liệu PU với đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu màng phủ nanocompozit sở polyuretan-epoxi” [3] Tuy vấn đề nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu PU khiêm tốn Việc nghiên cứu cơng nghệ chế tạo vật liệu PU đặc biệt PU xốp dạng ứng dụng công nghiệp xây dựng cần thiết, góp phần giảm nhập khẩu, tiết kiệm ngoại tệ 1.2 Polyuretan (PU) xốp 1.2.1 Giới thiệu chung xốp polymer Xốp polyme bao gồm hai pha pha rắn pha khí Pha rắn tạo thành polyme khác nhau, polyme nhiệt dẻo, polyme nhiệt rắn, polyme vô cơ, polyme blend loại , pha rắn mang vật liệu độn có tính chất gia cường sợi, bột thủy tinh, bột kim loại Pha khí tạo thành từ bóng khí Các bóng khí hình thành từ phản ứng trình bay phân tử nhẹ CO2, nước hay tác nhân tạo xốp thêm vào trình chế tạo sản phẩm Các tác nhân tạo xốp (bóng khí) thường hợp chất dễ bay hơi, hợp chất dễ phân hủy để tạo thành chất khí từ phản ứng nhiệt [4,5] 1.2.2 Phân loại xốp polymer Theo tính chất xốp, xốp polyme phân loại sau [5]: - Phân loại theo cấu trúc: xốp polyme có dạng xốp có cấu trúc đặn, xốp có vỏ đặc lõi xốp Loại xốp thứ có cấu trúc khoảng trống xốp có kích thước nhau, lại thứ hai loại xốp có vỏ đặc, bên có cấu tạo xốp dạng tổ ong, mật độ tăng dần từ ngồi, kích thước xốp tạo nhỏ lại Ngồi theo cấu trúc phân loại thành xốp có cấu trúc kín, hở hỗn hợp Xốp có mặt kín loại xốp mà pha xếp riêng biệt, khơng có mối liên hệ với Xốp có cấu trúc hở nhân tố nối pha lại với khơng khí Xốp có cấu trúc hỗn hợp xốp có xếp lẫn lộn mặt kín hở Để tạo cấu trúc xốp khác nhau, người ta sử dụng phương pháp vật lý, hóa học theo mục đích sử dụng, ví dụ xốp có vỏ đặc độ cách nhiệt cao hơn, xốp có cấu tạo hở độ cách âm tốt - Phân loại theo độ cứng: độ cứng hay mềm xốp phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhiệt độ hóa thủy tinh (Tg) cao thấp nhiệt độ phòng, chất vật liệu tạo nên pha rắn, độ kết tinh, mật độ tạo liên kết ngang Trong polyme xốp cứng có đặc điểm độ đàn hồi nhỏ xốp PS, PVC (cứng) xốp mềm có độ đàn hồi lớn PU (mềm), xốp PE… CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU XỐP PU 2.1 Nguyên liệu chế tạo PU xốp Thành phần quan trọng để tạo nên polyuretan xốp polyol izocyanat, tổ hợp chế tạo PU xốp có loại ngun liệu khác như: chất tạo xốp, chất xúc tác, chất hoạt động bề mặt, phụ gia chống oxi hóa, chống cháy, chất tạo mầu… tùy thuộc vào loại xốp PU mục đích ứng dụng [6] 2.1.1 Polyol Polyol oligome hay polyme chứa hai nhóm hydroxyl (-OH) Polyol thương mại có khối lượng phân tử số hydroxyl thay đổi phạm vi rộng Hiện có khoảng 450 loại polyol ứng dụng tổng hợp PU [7] Ngoài polyol khâu mạch, thành phần polyol có chất kéo dài mạch Polyol mạch ngắn glycol, polyol mạch dài triblock copolyme etylen oxit/propylene oxit/etylen oxit (EO/PO/EO) Polyol có vai trò quan trọng ảnh hưởng tới cấu trúc tính chất polyuretan tạo thành Sự linh động polyol dẫn tới linh động cho sản phẩm polyuretan thay đổi độ chịu kéo, độ chịu va đập, khả chịu nhiệt độ thấp, hạ nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg)… Các thuộc tính polyuretan khác sử dụng polyol khác đặc biệt sử dụng polyol có cấu trúc đối xứng cao Ảnh hưởng polyol tới cấu trúc tính chất polyuretan Ako Kennedy nghiên cứu polyol có nhiều nhóm hydroxyl cho độ bền kéo cao hơn, độ đàn hồi độ thấm nước thấp độ ổn định không khí cao [ 8] Kébir cộng giới thiệu việc sử d ụng telechelic hydroxyl cis-1,4polyisopren (HTPI) tổng hợp Polyuretan Ảnh hưởng trọng lượng phân tử, cấu trúc hóa học polyuretan đến q trình hydro hóa, epoxy hóa, đến tính chất nhiệt chúng… khảo sát Nghiên cứu tính nhiệt chúng cho thấy tính đàn hồi vật liệu giảm với giảm trọng lượng phân tử HTPI với gia tăng hàm lượng epoxy nâng cao trình truyền nhiệt [9, 10] 2.1.2 Izocyanat Izocyanat hợp chất chứa nhóm chức NCO, tùy thuộc vào nguyên liệu tạo sản phẩm di, tricyanat Tuy nhiên, sản phẩm thông dụng diizocyanat với nhóm cyanat đầu mạch cuối mạch Các loại diizocyanat phổ biến để chế tạo PU dạng thẳng dạng vòng Phổ biến toluen diizocyanat (TDI); 1,6 hexametylen diizocyanat (HDI); 4,4’- diphenyl meta diizocyanat (MDI); izophorone diizocyanat (IPDI); para- phenyl diizocynat (PPDI)… Các hỗn hợp izocyanat có khả phản ứng với hợp chất có chứa H linh động, mà tiêu biểu H20 để tạo amin CO2, phản ứng với amin tạo ure Phản ứng quan trọng việc sản xuất biến tính polyizocyanat Sản phẩm xốp tạo từ liên kết uretan phản ứng với hệ - NCO, -H2O Sự tạo xốp xảy trình giải phóng CO2 nhóm ure đồng thời tạo thành phản ứng cộng: Phản ứng nhóm cyanat: Phản ứng nhóm izocyanat quan trọng, xúc tác đặc biệt sử dụng cho phản ứng photphin PH3, axetat Biến tính cyanat tạo adduct: nhằm làm giảm độ độc họat tính izocyanat Bên cạnh chúng làm tăng số tính chất: khả chịu nhiệt, bền với mơi trường, tính chất lý cao Các sản phẩm thường dùng để chế tạo loại xốp Một số loại diizocyanat quan trọng tổng hợp PU xốp *Izocyanat mạch vòng no mạch thẳng: 2.4 Đặc trưng cấu trúc, tính chất xốp PU 2.4.1 Đặc trưng cấu trúc hình thái Để xác định đặc trưng cấu trúc, tính chất xốp vật liệu PU, tiến hành chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) Ảnh SEM mẫu PU xốp với mẫu có tỷ lệ chất HĐBM khác Hình 5: Ảnh SEM mẫu sản phẩm PU xốp Kết phân tích SEM cho thấy hình thái đặc trưng vật liệu PU tạo có cấu trúc xốp tổ ong Mật độ xốp, kích thước tỷ lệ cấu trúc lỗ xốp đóng mở PU xốp phụ thuộc vào tỷ lệ hàm lượng chất HĐBM Hình 6: Hình biểu thị mặt cắt ngang sơ đồ vật liệu PU xốp [16] 2.4.2 Tính chất cách âm vật liệu PU xốp Vật liệu hấp thụ xốp PU chất rắn chứa hốc, kênh kẽ với cấu trúc rỗng khoảng 90% chứa khơng khí Khi sóng âm chạm vào bề mặt vật liệu, phận lượng âm bị phản xạ, phận khác bị hút vào bên vật liệu có ba tượng vật lý liên quan đến hấp thụ âm vật liệu xốp PU Cơ chế tổn thất ma sát phân tử không khí; sóng âm gây dao động vị trí hạt khơng khí: phân tử khơng khí tương tác với cửa sổ tế bào (cell window) sợi vật liệu hấp thụ PU xảy tượng ma sát, gây lượng (ma sát làm tăng nhiệt độ khơng khí vật liệu) Một chế thứ hai liên quan đến trao đổi nhiệt; sóng âm tạo dao động áp suất khơng khí; trường tự do, trình đoạn nhiệt, thổi phồng lên ranh giới diện vật liệu hấp thụ (với tỷ lệ bề mặt lớn so với thể tích) gây trao đổi nhiệt khơng khí vật liệu xung quanh Sự biến đổi khơng trình đoạn nhiệt chuyển sang biến đổi đẳng nhiệt, gây lượng sóng âm Điều xảy chủ yếu tần số thấp, có nhiều thời gian chu kỳ trao đổi nhiệt (ở tần số cao, trao đổi nhiệt trở nên nhỏ đến mức bỏ qua) Cơ chế thứ ba liên quan đến tổn thất bên vật liệu âm chịu dao động học cưỡng áp suất âm gây ra: điều chủ yếu vật liệu xốp tế bào kín, lưu trữ vật liệu xốp dạng sợi tế bào mở, hiệu thấp thường bị bỏ qua Mút xốp có hiệu suất hấp thụ âm dải âm tần rộng, đặc biệt tần số trung bình cao Do phần lớn lượng âm vào vật liệu (bị hút xuyên qua) lượng phản xạ nhỏ, chứng tỏ vật liệu có tính hút âm tốt Mút xốp có hiệu suất hấp thụ âm dải âm tần rộng, đặc biệt tần số trung bình cao Theo bảng số liệu ta thấy hệ số hút xốp có giá trị từ 0.5 đến 0.9 tần số từ 125 Hz đến 4000 Hz Vậy xốp PU có khả hút âm tốt nên ứng dụng rộng rãi đời sống [14] Bảng 3: Bảng hệ số hút âm số vật liệu 2.4.3 Tính chất cách nhiệt vật liệu PU xốp Từ lâu người ta biết cách nhiệt Trước biết đến sóng điện từ xạ nhiệt, cách nhiệt hiểu chống dẫn nhiệt Do đó, nhiệm vụ vật liệu cách nhiệt truyền thống ngăn chặn trình dẫn dẫn nhiệt Nguyên lý hoạt động loại vật liệu xốp cấu trúc rỗng chứa 90% không khí, mà khơng khí chất dẫn nhiệt kém, chống lại trình dẫn nhiệt tốt Hơn nữa, khơng khí vật liệu khơng chuyển Vì thế, vật liệu ngăn chặn truyền nhiệt đối lưu [15] Hình 7: Cơ chế truyền nhiệt bọt PU xốp Độ dẫn nhiệt sản phẩm PU xốp xác định theo tiêu chuẩn ASTM C518 Các mẫu PU xốp cắt theo kích thước chiều dài rộng khơng đơi, thay đổi chiều dày mẫu, độ dẫn nhiệt mẫu PU xốp thể hình Hình 8: Độ dẫn nhiệt vật liệu PU xốp theo chiều dày vật liệu Từ hình ta thấy độ dẫn nhiệt vật liệu giảm dần từ 0,029W/m.K xuống 0,018W/m.K ứng với chiều dày mẫu tăng dần từ 10mm lên 80mm Nguyên nhân độ dẫn nhiệt phụ thuộc vào truyền nhiệt khí lỗ xốp Khi mẫu dày cản trở truyền nhiệt vật liệu, độ dẫn nhiệt giảm Vì vậy, tùy theo mục đích sử dụng mà người ta chọn độ dày thích hợp cho vật liệu Độ dẫn nhiệt sản phẩm PU khoảng 0,022W/m.K Bên cạnh chức cách nhiệt, xốp PU loại vật liệu chống cháy: Khi tiếp xúc trực tiếp với lửa nhỏ, xốp cách nhiệt không bắt lửa mà bề mặt chúng cacbon hóa tạo thành lớp vỏ màu đen ngăn không cho oxi thâm nhập vào Nồng độ oxi giảm dần làm tốc độ phản ứng chậm lại lửa giảm dần Khi tiếp xúc với lửa lớn nhiệt độ cao đột ngột, lửa bùng lên giây lát tắt lập tức, không phát tia lửa Xốp chống cháy đáp ứng tiêu chuẩn sau mà khơng cần chất chống cháy phụ gia nào: Tiêu chuẩn vật liệu có độ dễ cháy thấp DIN4102-1, Class B1 Tiêu chuẩn vật liệu chống cháy caoUL84-V0 Tiêu chuẩn xác thực chống cháy BS 6853, NF F16-101, DIN5510 Tiêu chuẩn vật liệu dễ cháy GB/T8624-2006, loại B (không bắt lửa) 2.4.4 Độ hấp thu nước vật liệu PU xốp Độ hấp thụ nước vật liệu PU xốp xác định theo tiêu chuẩn ASTM D570-98 Mẫu thí nghiệm cắt theo kích thước tiêu chuẩn Sau ngâm mẫu vào nước cất để điều kiện phòng Sau khoảng thời gian định mẫu lấy lau khô nước vải sạch, mẫu sấy khơ khối lượng khơng đổi, sau làm nguội bình hút ẩm xác định khối lượng mẫu cân phân tích Kern 770 Đức Độ hấp thụ mẫu đo biểu diễn hình Hình 9: Độ hấp thụ nước vật liệu PU xốp theo thời gian Kết thu cho thấy: Độ hấp thụ nước vật liệu PU tăng nhanh khoảng thời gian từ đến 10 ngày, độ hấp thụ nước tăng từ 0,4% lên 1,15% sau tăng chậm dần ổn định (tức độ hấp thụ nước đạt tới trạng thái bão hòa) sau khoảng thời gian 15 ngày, độ hấp thụ nước vào khoảng 1,2% Kết thu cho thấy độ hấp thụ nước xốp PU thấp, thỏa mãn yêu cầu làm vật liệu ứng dụng ngành xây dựng CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG 3.1 Ứng dụng 3.1.1 Cách âm cách nhiệt [17] Polyuretan phun dạng keo bọt cách nhiệt cho nhà ở, nhà máy, bệnh viện, khách sạn, kho lạnh, cơng trình chăn ni, trang trại gia cầm, xây dựng tạm thời, bể chứa, bồn lưu nhiệt v/v Hình 10: Phun tường Hình 11: Phun mái nhà Hình 12: Phun bể chứa hóa chất Ứng dụng cách nhiệt cho thiết bị điện tử: đóng gói, niêm phong cách nhiệt linh kiện vi điện tử, dây cáp ngầm, bo mạch Ứng dụng cách nhiệt cho thiết bị dân dụng: Bọt cứng hệ thống cách nhiệt tủ lạnh, tủ đông 3.1.2 Ứng dụng vào vật liệu xây dựng [18] Gạch mát Gạch mát cấu tạo lõi PU (Polyurethane) lớp xi măng đặc chủng hai mặt sản phẩm Hình 13: Cấu tạo gạch mát - Tính năng: Gạch mát có trọng lượng siêu nhẹ (cụ thể là: gạch mát 20mm 1kg/m2, gạch mát 30mm ≈ 1.4kg/m2, gạch mát 40mm ≈ 1.8kg/m2, Gạch mát 50mm ≈ 2.2kg/m2) cho phép giảm tối đa đến 49% tải trọng tường móng nhà, giảm từ 22,7% – 36,4% khối xây so với vật liệu xây dựng truyền thống giảm chi phí kết cấu cơng trình thay tường chống nóng truyền thống từ 220mm trở lên tường truyền thống 110mm + Gạch mát Do tính nhẹ dễ cắt ghép nên giúp thời gian thi công nhanh tiết kiệm chi phí nhân cơng lớn - Khả chống biến dạng: Gạch mát nhẹ cứng rắn độ dày mỏng tỷ trọng thấp có tính lý tốt ứng suất bền, mức độ dão có độ bền nén, sau 50 năm sử dụng trì tốt tỷ suất truyền dẫn nhiệt độ bền vững cho cơng trình Khi chịu tải ứng dụng định, gạch mát không bị vỡ cấu trúc hay rạn nứt, đứt đoạn …vì gạch mát sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế liên kết đồng thành phần trình tạo bọt; áp dụng tốc độ phản ứng thành phần để đảm bảo tính ổn định kích thước Gạch mát có tính ổn định tạo cao nên hỗ trợ hiệu cho tường xây dựng vật liệu chất lượng, sử dụng bền vững ln trì tốt tỷ suất dẫn nhiệt nhờ cấu trúc khe kín khả chống lại tác động bên độ ẩm xâm nhập khơng khí chuyển động Panel [18] - Panel loại vật liệu xây dựng phổ biến cấu trúc nhẹ nhàn chắn Panel coi chun dụng dành cho cơng trình có móng yếu, cơng trình đòi hỏi thời gian thi cơng nhanh - Panel cấu tạo lớp: lớp lớp làm từ tôn mạ màu hợp kim nhơm kẽm có độ dày trung bình từ 0.4mm-0.6mm, lớp polyurethane xốp Hình 14: Cấu tạo Panel làm từ xốp PU - Tính năng: + Panel PU chống nóng, chống ồn, chống thấm chịu nhiệt tốt + Xốp pu có khả chống cháy lan hiệu + Tấm Sandwich pu lắp đặt nhanh chóng, thi cơng dễ dàng + Độ bền cao, có tính thẩm mỹ, an tồn cho sức khỏe + Vật liệu tiết kiệm chi phí xây dựng, móng rút ngắn thời gian thi công, nghiệm thu nhanh + Thay đổi dễ dàng sau lắp đặt thi công panel + Thân thiện với môi trường, không chứa chất độc hại, với thực phẩm Vữa Polyuretan Hợp chất vữa polyurethane có cấu trúc xi măng, mật độ liên kết-chéo, không độc, không hại, có tính trơ với hóa chất ứng dụng nhiều nơi ngày hiệu Bởi đột biến nhiệt độ với khoảng chênh lớn, nên polyurethane lý tưởng cho xưởng giết mổ, nhà máy sản xuất sữa/thịt/cá, nhà máy rượu bia, nhà máy sản xuất thực phẩm, nhà máy dược Những điều kiện khắc nghiệt có phương tiện vận chuyển nặng hoạt động, nhiều hóa chất hay nước ứng dụng giải pháp Lớp vữa polyurethane làm việc tốt môi trường khắc nghiệt, tất khu vực bên nhà máy phải dùng đến Vữa epoxy sử dụng phổ biến đánh giá cao khu vực có vật liệu xây dựng phù hợp, với yêu cầu cao chất lượng lớp phủ PU lựa chọn thích hợp Khi phủ PU không cần thiết phải phủ lớp lót, điều làm giảm thời gian thi cơng đáng kể, gần thời gian Do vữa epoxy nặng mùi, nên thi công phải làm tốt cơng tác thơng gió khu vực sản xuất thịt/cá hay sản phẩm từ sữa, thường sử dụng quạt để thơng gió Riêng với vữa PU có mùi thấp khơng có rủi ro với sản phẩm thực phẩm Vữa polyurethane đạt hai điều sau đây: Thứ nhất, giảm thời gian thi công xuống gần nửa so với epoxy, nên cho phép việc thi công đông kết nhanh Thứ hai, chịu đựng thử nghiệm kiểm tra với môi trường khắc nghiệt gia nhiệt, thay đổi nhiệt độ đột ngột với biên độ lớn, chịu tải nặng, tác động lực lớn, tác động hóa chất có nồng độ cao nhờ cấu trúc tạo bọt Với cơng trình có u cầu cao để đưa nhanh nhà máy vào hoạt động, việc phủ lớp vữa polyurethane thực bê tơng ướt, chờ 28 ngày để bê tông đơng kết hồn tồn Hiện nay, nhu cầu sử dụng lớp vữa phủ polyurethane tăng cao hết thi cơng nhanh lớp bê tơng cũ Polyurethane có tính bền cao có mùi thấp nên ứng dụng nhiều khu vực sản xuất thực phẩm, giảm thiểu tối đa thời gian ngừng hoạt động sản xuất để sửa chữa hay thi cơng Hình 15: Một sân nhà vừa phủ vữa polyurethane 3.2 Lợi ích kinh tế mơi trường 3.2.1 Kinh tế [19] Tại EU, khoảng 50 triệu Kwh lượng lưu thông qua việc sử dụng vật liệu cách nhiệt polyurethane Đồng thời, polyurethane bảo vệ tăng mức sống toàn giới cách mang lại mức độ thoải mái tiện lợi cao đến sống hàng ngày, ví dụ thơng qua sản phẩm nệm, quần áo ngồi trời nội thất tô Ngành công nghiệp polyurethane kinh tế đáng kể, chiếm hàng triệu việc làm giới Ngành công nghiệp polyurethane đóng góp cho phát triển bền vững sáu lĩnh vực: Lợi ích người tiêu dùng - Hiệu suất lượng - Hiệu tài nguyên - Quản lý chất thải - Dấu chân môi trường - Đóng góp kinh tế Hình 16: Quy trình sản xuất tái chế PU xốp Ý nghĩa kinh tế công nghiệp polyurethane Theo số liệu Eurostat, nhựa châu Âu ngành công nghiệp sử dụng 1,45 triệu người được tạo thành từ 62.000 công ty (chủ yếu doanh nghiệp vừa nhỏ) tạo tổng doanh thu 350 tỷ euro năm 2014 Ngành cơng nghiệp EU có cán cân thương mại tích cực 18 tỷ euro (từ nhà sản xuất nguyên liệu nhựa chuyển đổi nhựa) đóng góp khoảng € 27 tỷ đến tài cơng Thật thú vị lưu ý phần lớn công ty ngành công nghiệp polyurethane thực doanh nghiệp nhỏ vừa (DNNVV) Những số liệu cho thấy ngành công nghiệp polyurethane người tạo ấn tượng công việc doanh thu làm cách sản xuất sản phẩm mà người muốn cần Lợi ích kinh tế cho người tiêu dung Cải tạo tòa nhà để làm cho chúng tiết kiệm lượng có lợi ích song sinh Châu Âu lĩnh vực kinh tế: đầu tiên, bảo vệ công việc đổi công việc tạo cơng việc mới; thứ hai, giảm đáng kể lãng phí lượng cắt giảm hóa đơn sưởi ấm điều hòa khơng khí Độ bền polyurethane sản phẩm tiết kiệm tiền Những ví dụ cho thấy doanh nghiệp cá nhân thu lợi từ sản phẩm dựa polyurethane 3.2.2 Mơi trường Bài tốn chống biến đổi khí hậu tồn cầu chưa có lời giải dẫn đến thời tiết có xu hướng cực đoan hóa Do chuyên gia ứng dụng dòng sản phẩm Foam Polyurethane (PU) vào dự án xây dựng nhằm giảm thiểu tác động môi trường mang lại cho sống an toàn tính bền vững Sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường trở thành xu tất yếu mục tiêu hướng tới ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng Xốp PU phổ biến đời sống ngày người Xốp PU (polyurethane) chứng minh 50 năm sử dụng an toàn, yếu tố quan trọng chất lượng khơng khí nhà, khả ngăn chặn nấm mốc nấm mốc phát triển hốc xây dựng bề mặt bên Những lợi kiểm soát rò rỉ độ ẩm khơng khí yếu tố việc ngăn chặn phát triển nấm mốc vấn đề chất lượng không khí nhà Xốp cách nhiệt loại vật liệu tốt không cho sâu bọ phát triển làm tổ Polyurethanes tích cực giúp chống biến đổi khí hậu, cho ví dụ chất cách điện hiệu để cải thiện lượng hiệu tòa nhà lượng khí thải carbon thấp hơn; xe, nơi họ cải thiện hiệu nhiên liệu thông qua nhẹ vật liệu thay Hơn nữa, ngành công nghiệp polyurethane không ngừng phấn đấu cải thiện giai đoạn cuối sản phẩm Sau đó25,8 triệu chất thải nhựa sau tiêu dung tạo EU28, Na Uy Thụy Sĩ vào năm 2014, 7,7 triệu (29,7%) tái chế thu hồi Con số tương ứng để phục hồi lượng (tức làm thiêu hủy nhựa bền vững tái chế) 10,2 triệu (39,5%) Kết triệu (30,8%) chôn lấp, giảm 38% so với năm 2006 3.3 Hướng phát triển tương lai - Vật liệu cách nhiệt lạnh PU: Tấm cách nhiệt PU (PolyUrethane) có khả cách nhiệt hoàn hảo, chống ẩm, chống cháy tốt, khơng bị lão hóa, khả chịu lực có độ bền cao Trong xây dựng, cách nhiệt PU ứng dụng để làm nhà tiền chế, nhà lắp ghép, bệnh viện, trường học… - Các vật liệu xanh thân thiện với môi trường xu hướng phát triển nước giới: Đổi công nghệ để tạo vật liệu cách nhiệt polyurethane Trước tiên, để có vật liệu cách nhiệt tốt, giá cạnh tranh doanh nghiệp sản xuất vật liệu phải cải tiến quy trình sản xuất nâng cao hiệu sản xuất Đồng thời cần có liên kết bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ sản phẩm doanh nghiệp ngành để có hội chiếm lĩnh thị trường vật liệu nước Tại Châu Âu, vật liệu cách nhiệt polyurethane sử dụng xây dựng chiếm đến 50% thị phần vật liệu xây dựng cách nhiệt Tại Bắc Mỹ, đặc biệt Canada, vật liệu cách nhiệt polyurethane chiếm đến 50% thị phần vật liệu cách nhiệt hữu Ở thị trường châu Âu việc sử dụng vật liệu cách nhiệt polyurethane xây dựng có lịch sử 30 năm, Trung Quốc thị phần loại vật liệu chiếm 10% chưa thực doanh nghiệp xây dựng quan tâm Tuy nhiên, theo dự báo Hiệp hội công nghiệp polyurethane Trung Quốc, năm tới, vật liệu cách nhiệt polyurethane đạt tỷ lệ sử dụng 50% lĩnh vực xây dựng nhu cầu tiết kiệm lượng ngày tăng cao tòa nhà Kể từ Cục Phòng cháy chữa cháy Bộ Công an Trung Quốc ban hành văn số 65 vấn đề an toàn cháy nổ sinh hoạt sản xuất, vật liệu cách nhiệt polyurethane thực thị trường người tiêu dùng quan tâm nhiều hơn, đồng thời nhà sản xuất có thay đổi đáng kể công nghệ sản xuất để đảm bảo kỹ thuật phòng cháy tối ưu cho sản phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Phương Phong Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bạc mang polyuretan xốp ứng dụng xử lý nguồn nước uống nhiễm khuẩn.(2009) (http://khcn.vnuhcm.edu.vn/source/Website/projectList.aspxé _pageId=4&_projectId=333) Nguyễn Thị Bích Thủy Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất tạo xốp, chất xúc tác phụ gia đến khả cách âm chống cháy xốp PU Tạp chí hóa học, tập 48(2), tr.250254, (2010) Ngô Duy Cường Nghiên cứu chế tạo vật liệu màng phủ nanocompozit sở polyuretanepoxi Tạp chí hóa học, tập 47, tr.112-1117, (2009) Oertel G Polyurethane handbook Hanser Publishers, New York,(1985) Yale L Meltzer Urethane Foams Technology and Applications Noyes Data corporation, U.S.A (1971) https://sites.google.com/site/tanyenxao7 http://en.wikipedia.org/wiki/Polyol Ako M and Kennedy J.P Polyisobutylene-based urethane foams II Synthesis and properties of novel polyisobutylene-based flexible polyurethane foams J Appl Polym Sci., 37(5): p.1351-1361, (1989) Kébir N, Campistron I, Laguerre A, Pilard J.F, Bunel C, Couvercelle J.P and Gondard, C., Use of hydroxytelechelic cis-1,4-polyisoprene (HTPI) in the synthesis of polyurethanes (PUs) Part Influence of molecular weight and chemical modification of HTPI on the mechanical and thermal properties of PUs Polymer, 46(18), p.6869-6877, (2005) 10 Kébir N, Campistron I, Laguerre A, Pilard J.F, Bunel C and Couvercelle J.P Use of new hydroxytelechelic cis-1,4-polyisoprene (HTPI) in the synthesis of polyurethanes (PUs): Influence of isocyanate and chain extender nature and their equivalent ratios on the mechanical and thermal properties of PUs e-Polymers, 48,(2006) 11 Lee D.K, and Tsai H.B Properties of segmented polyurethanes derived from different diisocyanates J Appl Polym Sci., 75(1), p.167-174,(2000) 12 Arkema Blowing agents for rigid polyurethane foam: present status and future perspectives Arkema Inc.China, (2000) 13 Oertel G Polyurethane handbook Hanser Publishers, New York, (1985) 14 https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/sound- absorption?fbclid=IwAR10PtlwgPIU5o2DBWwqrOCfOTFF12hFQeJjneoY8p8DCHe3lJ4HFkPpUo 15 http://cachnhiet.net/trang/20.html 16 https://www.researchgate.net/figure/Fundamental-concepts-of-polyurethane-foam-cell- structure-cell-window-strut-and-strut_fig5_244691748 17 http://lebinh.vn/tin-tuc/lua-chon-dong-may-phun-foam-nao-phu-hop-nhat-251.aspx 18 https://matec.com.vn/pu-panel-ton-pu-ton-763.html 19 https://solutions.covestro.com/-/media/covestro/solution- center/brochures/polyurethane/purefacts-sustainability.pdf ... trúc lỗ xốp đóng mở PU xốp phụ thuộc vào tỷ lệ hàm lượng chất HĐBM Hình 6: Hình biểu thị mặt cắt ngang sơ đồ vật liệu PU xốp [16] 2.4.2 Tính chất cách âm vật liệu PU xốp Vật liệu hấp thụ xốp PU... thành xốp 12 Hình 5: Ảnh SEM mẫu sản phẩm PU xốp 13 Hình 6: Hình biểu thị mặt cắt ngang sơ đồ vật liệu PU xốp [16] 14 Hình 7: Cơ chế truyền nhiệt bọt PU xốp 15 Hình 8: Độ dẫn nhiệt vật liệu PU xốp. .. tổn thất bên vật liệu âm chịu dao động học cưỡng áp suất âm gây ra: điều chủ yếu vật liệu xốp tế bào kín, lưu trữ vật liệu xốp dạng sợi tế bào mở, hiệu thấp thường bị bỏ qua Mút xốp có hiệu suất