Luận án Nghiên cứu ứng dụng môi trường plasma trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔI TRƯỜNG PLASMA TRONG XỬ LÝ HẠN CHẾ CHÁY CHO VẢI BÔNG

Ngành:

Công nghệ dệt, may

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔI TRƯỜNG PLASMA TRONG XỬ LÝ HẠN CHẾ CHÁY CHO VẢI BÔNG" của Nguyễn Thị Hường, được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào năm 2021 dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh, tập trung vào việc phát triển giải pháp xử lý hạn chế cháy (XLHCC) bền vững cho vải bông. Luận án giải quyết tính cấp thiết của việc cải thiện khả năng chống cháy cho vải bông, loại vật liệu phổ biến nhưng dễ bắt lửa, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ quần áo đến sản phẩm nội thất và kỹ thuật.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là ứng dụng plasma DBD áp suất khí quyển để tạo ra vải bông chậm cháy bền giặt, đáp ứng các tiêu chí nghiêm ngặt như chỉ số oxy tới hạn (LOI) > 25% hoặc thời gian cháy hoàn toàn ≤ 2s, đồng thời giảm thiểu tổn thất độ bền cơ học và đảm bảo dư lượng formaldehyt tự do < 300 ppm theo tiêu chuẩn Oeko-Tex 100 (nhóm III). Luận án đã xác định được quy trình công nghệ XLHCC tối ưu cho vải bông sử dụng tổ hợp chất chậm cháy Pyrovatex CP New (PR) và chất liên kết ngang không formaldehyt Knittex FFRC (K) bằng phương pháp ngấm ép – sấy – gia nhiệt truyền thống.

Điểm mới và ý nghĩa khoa học của luận án là việc xác định vai trò của plasma hoạt hóa và plasma polyme hóa trong việc tạo liên kết hóa học bền vững giữa chất chậm cháy và vải bông. Nghiên cứu đã đề xuất quy trình XLHCC tối ưu có ứng dụng plasma DBD với ba công đoạn: plasma hoạt hóa, plasma polyme hóa và ghép, kết hợp gia nhiệt. Quy trình này không chỉ đảm bảo hiệu quả chậm cháy cao (LOI > 25% sau 20 lần giặt, thời gian cháy hoàn toàn ≤ 2s) mà còn giảm đáng kể lượng hóa chất sử dụng (11,8% PR và 7,5% K), hạn chế tổn thất độ bền kéo đứt (~21%) và độ bền xé rách (~24%), đồng thời duy trì dư lượng formaldehyt < 200 ppm. Các phân tích bề mặt (SEM, XPS, EDS, FTIR) đã chứng minh thành công sự có mặt và cơ chế tác động của plasma trong việc tạo lớp phủ chống cháy bền vững trên sợi bông. Vải sau xử lý đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 6875:2010 cho quần áo bảo vệ chống nhiệt và lửa, khẳng định giá trị thực tiễn và tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất công nghiệp.

Mục lục chi tiết:

• A. THÔNG TIN CHUNG VỀ LUẬN ÁN

  • I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN
  • II. MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN
  • III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
  • IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
    • 1. Nghiên cứu XLHCC cho vải bông bằng phương pháp truyền thống ngấm ép – sấy- gia nhiệt (NE-S-GN):
    • 2. Nghiên cứu ứng dụng plasma trong quy trình XLHCC cho vải bông:
  • V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
  • VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN
  • VII. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
  • VIII. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

• IX. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN

• B. NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
  • CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
    • 2.1 Đối tượng nghiên cứu
    • 2.2 Nội dung nghiên cứu
      • 2.2.1 Nghiên cứu XLHCC cho vải bông bằng phương pháp truyền thống ngấm ép – sấy - gia nhiệt
        • 2.2.1.1 Nghiên cứu lựa chọn hóa chất chậm cháy và chất liên kết ngang trong xử lý chậm cháy cho vải bông
        • 2.2.1.2 Nghiên cứu công nghệ xử lý hạn chế cháy cho vải bông sử dụng tổ hợp hóa chất Pyrovatex CP New, Knittex FFRC và chất ngấm
      • 2.2.2 Nghiên cứu ứng dụng plasma trong quy trình XLHCC cho vải bông
        • 2.2.2.1 Xác định các thông số của thiết bị plasma
        • 2.2.2.2 Nghiên cứu ứng dụng plasma hoạt hóa (plasma 1) trong XLHCC cho vải bông
        • 2.2.2.3 Nghiên cứu ứng dụng plasma polyme hóa và ghép (plasma 2) trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
        • 2.2.2.4 Nghiên cứu áp dụng kết hợp plasma 1 và plasma 2 trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
        • 2.2.2.5 Kết luận đánh giá và lựa chọn quy trình ứng dụng plasma trong xử lý hoàn tất chậm cháy cho vải bông
      • 2.2.3 Luận giải về tác động của plasma trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
    • 2.3 Phương pháp nghiên cứu
      • 2.3.1 Phương pháp tạo mẫu vải chậm cháy trong phòng thí nghiệm
      • 2.3.2 Phương pháp xử lý plasma
      • 2.3.3 Phương pháp đánh giá tính cháy của vải
      • 2.3.4 Phương pháp đánh giá một số tính chất đặc trưng khác của vải trước và sau xử lý hạn chế cháy
      • 2.3.5 Phương pháp xác định các thông số công nghệ tối ưu
  • CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
    • 3.1 Nghiên cứu XLHCC cho vải bông bằng phương pháp truyền thống ngấm ép – sấy- gia nhiệt
      • 3.1.1 Nghiên cứu lựa chọn hóa chất hạn chế cháy và chất liên kết ngang trong XLHCC cho vải bông
      • 3.1.2 Kết quả nghiên cứu tối ưu hóa hàm lượng hóa chất xử lý hạn chế cháy cho vải bông bằng phương pháp ngấm ép – sấy – gia nhiệt
      • 3.1.3 Tối ưu hóa điều kiện gia nhiệt xử lý hạn chế cháy cho vải bông bằng phương pháp ngấm ép – sấy – gia nhiệt
    • 3.2 Nghiên cứu ứng dụng plasma trong quy trình xử lý hạn chế cháy cho vải bông
      • 3.2.1 Xác định các thông số của thiết bị plasma
      • 3.2.2 Nghiên cứu ứng dụng plasma 1 trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
      • 3.2.3 Nghiên cứu ứng dụng plasma polyme hóa (plasma 2) trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
      • 3.2.4 Nghiên cứu ứng dụng kết hợp plasma 1 và plasma 2 trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
    • 3.3 Luận giải về tác động của plasma trong xử lý hạn chế cháy cho vải bông
      • 3.3.1 Tác động của plasma 1:
      • 3.3.2 Tác động của plasma 2:
    • 3.4 Tổng hợp hiệu quả của quy trình ứng dụng plasma trong xử lý hoàn tất chậm cháy cho vải bông
  • KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN
  • HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
  • DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN