Phụ gia đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi đặc tính chống cháy của vật liệu cao su, bao gồm cả cao su silicon. Việc kết hợp các chất phụ gia cụ thể có thể nâng cao cấp độ chống cháy của cao su bằng cách thay đổi đặc tính của nó khi tiếp xúc với nhiệt và ngọn lửa. Đây là cách các chất phụ gia góp phần đạt được các cấp độ chống cháy khác nhau trong cao su:
Ức chế ngọn lửa: Một số chất phụ gia hoạt động như chất ức chế ngọn lửa bằng cách can thiệp vào quá trình đốt cháy. Những chất phụ gia này có thể làm giảm tốc độ giải phóng nhiệt và làm chậm quá trình đánh lửa. Chúng có thể hoạt động bằng cách làm gián đoạn các phản ứng hóa học liên quan đến quá trình đốt cháy, làm giảm lượng nhiên liệu sẵn có hoặc ức chế sự hình thành khí dễ cháy.
Sự hình thành than: Một số chất phụ gia thúc đẩy sự hình thành lớp than bảo vệ trên bề mặt vật liệu khi tiếp xúc với nhiệt hoặc ngọn lửa. Lớp than này hoạt động như một rào cản, cách nhiệt vật liệu bên dưới và làm chậm quá trình lan truyền của ngọn lửa. Cơ chế này giúp ngăn chặn sự lây lan của lửa.
Ngăn chặn khói: Các chất phụ gia cũng có thể góp phần làm giảm lượng khói phát thải trong quá trình đốt cháy. Khói có thể che khuất tầm nhìn và cản trở nỗ lực sơ tán trong trường hợp hỏa hoạn. Một số chất phụ gia chống cháy có thể giúp giảm thiểu lượng khói sinh ra, cải thiện độ an toàn tổng thể.
Hấp thụ nhiệt: Một số chất phụ gia có khả năng hấp thụ năng lượng nhiệt và tiêu tán nó, từ đó làm giảm nhiệt độ của vật liệu và giảm khả năng bắt lửa. Các chất phụ gia này hoạt động bằng cách hấp thụ nhiệt sinh ra trong quá trình đốt cháy và ngăn nhiệt đạt đến mức duy trì ngọn lửa.
Pha loãng khí: Phụ gia có thể giải phóng khí không cháy khi tiếp xúc với nhiệt, có thể làm loãng nồng độ khí dễ cháy trong môi trường xung quanh. Hiệu ứng pha loãng này khiến ngọn lửa khó tự duy trì hơn do hạn chế nguồn nhiên liệu sẵn có.
Phân hủy xúc tác: Một số chất phụ gia có thể xúc tác cho quá trình phân hủy các phân tử dễ cháy, làm giảm nồng độ của chúng và làm chậm quá trình đốt cháy.
Tác dụng hiệp đồng: Việc kết hợp nhiều chất phụ gia có thể dẫn đến tác dụng hiệp đồng, trong đó tác dụng kết hợp của các chất phụ gia mang lại mức độ chống cháy cao hơn so với từng chất phụ gia riêng lẻ.
Xử lý và tương thích: Các chất phụ gia có thể ảnh hưởng đến đặc tính xử lý của các hợp chất cao su và khả năng tương thích của chúng với các thành phần khác. Việc lựa chọn chất phụ gia có thể tác động đến các tính chất vật lý của vật liệu, chẳng hạn như tính linh hoạt, độ bền kéo và độ giãn dài, đây là những yếu tố quan trọng cần cân nhắc đối với các loại chất chống cháy khác nhau.
Khi thiết kế công thức cao su chống cháy, các kỹ sư và nhà sản xuất lựa chọn cẩn thận các chất phụ gia dựa trên cơ chế cụ thể của chúng và mức độ chống cháy mong muốn. Hiệu quả của các chất phụ gia trong việc đạt được cấp độ chống cháy nhất định phụ thuộc vào các yếu tố như nồng độ, độ phân tán trong nền cao su và khả năng tương thích với các thành phần khác. Việc kiểm tra và đánh giá kỹ lưỡng được tiến hành để đảm bảo đạt được đặc tính chống cháy mong muốn trong khi vẫn duy trì hiệu suất tổng thể và đặc tính xử lý của vật liệu.
