Nghiên cứu chế tạo Polyuretan có khả năng đàn hồi cao, ứng dụng làm vật liệu trám kín, hàn gắn vết nứt bảo vệ các công trình xây dựng

Thứ năm, 16/07/2020 21:40 GMT+7

Polyuretan có tính dẻo đàn hồi là kết quả của cấu trúc phân tách pha, cấu trúc này mang lại cho polyuretan tính bền, dẻo dai và kháng xé thích hợp cho chất trám kín. Liên kết uretan chặt chẽ trong cấu trúc polyuretan tạo ra sự bám dính mạnh mẽ với hàng loạt các chất nền. Chính bởi những đặc tính đó mà polyuretan được phát hiện như một chất kết dính vào năm 1940, kể từ đó, một loạt các ứng dụng cho chất kết dính polyuretan đã thành công trong thực tế.


Trám kín vết nứt đường giao thông

 

Sản phẩm polyuretan được giới thiệu trên thị trường vào giữa năm 1960, rất thích hợp làm chất trám kín cơ cấu công nghiệp. Ngay từ năm 1968, việc sử dụng các chất trám kín trong cấu trúc liên kết và hàn gắn kính chắn gió của ô tô đã được điều tra. Phương pháp hàn gắn kính chắn gió để tăng độ bền độ cứng của kính khi ô tô gặp sự cố tai nạn.

Polyuretan trám kín được ứng dụng chủ yếu trong xây dựng, nhưng chưa được phổ biến rộng rãi vì bị cản trở bới các vấn đề kỹ thuật của sản phẩm cho đến năm 1970, sản phẩm PU trám kín mới được tập trung nghiên cứu và phát triển. Đến những năm 1980, một loạt sáng chế bắt đầu sử dụng một loạt các chất xúc tác và chất kéo dài mạch để chế tạo polyuretan đàn hồi. Kể từ đó một loạt các vấn đề giải thích khoa học được giải quyết, việc sử dụng chất trám kín polyuretan phát triển đáng kể từ năm 1980 trở đi.

Ưu điểm nổi trội của vật liệu PU này là có độ bền cơ lý cao, có khả năng trám kín và hàn gắn các vết nứt tốt, có khả năng đàn hồi cao, chống thấm, ẩm mốc và dễ thi công trên nhiều bề mặt như: bê tông, gạch, xi măng, mái ngói tấm lợp,…Ngoài ra, vật liệu PU còn có khả năng chống ăn mòn tốt, bền hóa chất nên được sử dụng làm màng chống nứt, chống thấm cho các công trình trong các nhà máy hóa chất hoặc công trình xây dựng ở khu vực biển và không khí biển.

PU tổng hợp từ izocyanat thơm dễ bị hóa vàng khi phơi ra ngoài ánh sáng. Sự hình thành mầu có thể là kết quả của sự oxy hóa của những nhóm amino và sự oxy hóa của những amin được giải phóng trong quá trình tổng hợp tại nhiệt độ 150 - 2150C.

Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ trì Viện hóa học Công nghiệp Việt Nam phối hợp với Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Phạm Thế Trinh.

Với mục đích nghiên cứu tạo ra vật liệu trám kín các vết nứt trên cơ sở

polyuretan đàn hồi (PU), ứng dụng hàn gắn các vết nứt trong các công trình xây dựng, cùng với sự cố gắng của tập thể cán bộ tham gia thực hiện đề tài sau gần một năm nghiên cứu đề tài đã đạt được một số kết quả sau:

1. Đã tiến hành chế tạo polyuretan mạch thẳng đàn hồi (PUDH): hàm lượng HDI 20%; hàm lượng PEG 80%; chất xúc tác dibutyltin dilaurate (DBTDL) 0,1%tính theo PEG; Chất kéo dài mạch BDO là 10% tính theo PEG và HDI; Ở giai đoạn 1: thời gian phản ứng tao liên kết uretan 1,5 giờ, nhiệt độ 60oC, tốc độ khuấy 500 vòng/phút. Ở giai đoạn 2: phản ứng kéo dài mạch: nhiệt độ 85oC, thời gian 6 giờ; tốc độ khuấy 400 vòng/phút.

2. Đã xác định đơn phối liệu chế tạo vật liệu trám kín PUVHCN: hàm lượng PUDH 70%; hàm lượng TiO2 10%, hàm lượng MnO2 4%, hàm lượng Cr2O3 1,5%; hàm lượng litopon 5%; dung môi 20%, sử dụng chất tạo lưới TDI 15% theo tổng khối lượng.

3. Vật liệu trám kín PUVHCN có tính chất cơ lý tốt: hàm lượng gốc khô 85%, khối lượng riêng 1,35 g/cm3, độ bền kéo đứt 7,5MPa; độ dãn dài khi đứt 416%, độ bền va đập 60kg.cm, độ hấp thụ nước sau 30 ngày 1,2%; modun đàn hồi 245MPa, hệ số già hóa 0,91.

4. Đã xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo vật liệu trám kín PU đàn hồi chi tiết, rõ ràng, dễ thực hiện

5. Đã chế tạo được hơn 15 kg vật liệu trám kín PUVHCN, và thử nghiệm thực tế gắn vết nứt tường, trần và đường bê tông giao thông. Kết quả cho thấy sản phẩm vật liệu PUVHCN do Viện Hóa Học Công Nghiệp VN sản xuất có độ bền cao, chịu lực va đập tốt, bám chắc phủ kín các vết nứt, chống thấm, chất lượng tốt và giá thấp hơn 25%-30% so với sản phẩm nhập ngoại.

*Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 14022/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Nguồn: Cục Thông tin KH&CN quốc gia

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)
   capcha_img