Chất dẻo đã trở thành nguyên liệu sản xuất nhiều mặt hàng thông dụng có số lượng ngày càng tăng. Điều không hay là hầu hết hàng hoá bằng chất dẻo đều dễ cháy và vì thế chúng có nhiều hạn chế. Để khắc phục nhược điểm này, người ta đã sử dụng các vật liệu halogen hoá là những polyme có thành phần cao (như PVC) hoặc cho thêm phụ gia. Các chất halogen hoá chống cháy có hiệu quả, nhưng chúng có thể có hại. Khi polyme bị đốt cháy, sẽ tạo ra khói và chất ăn mòn và có nguy cơ gây độc.

Người ta đang ngày càng quan tâm tới việc sử dụng các chất thay thế, và chất độn hydrat hoá đã được lựa chọn là chất chống cháy với nhiều ứng dụng. Các chất này phân huỷ và thu nhiệt ở gần nhiệt độ mà bản thân polyme tụ phân huỷ đồng thời giải phóng nước.Quá trình này làm nhiệt dễ thoát ra khỏi hệ thống và hoà loãng vật liệu có khả năng cháy. Hơn nữa, chúng không tạo chất ăn mòn hoặc hợp chất khói gây độc hại như các phụ gia chống cháy thông thường.

Mg(OH)₂ và Al(OH)₃ đã được công nhận là chất phụ gia chống cháy. Tuy nhiên, Mg(OH)₂ có ưu việt hơn so vai Al(OH)₃ do nó ổn định nhiệt hơn khi được áp dụng cho một số polyme như etylenvinyl axetat, polypropylen và nylon, là những chất cần nhiệt độ gia công cao. Hạn chế trọn việc ứng dụng này là tỷ lệ chất độn trong chất dẻo phải cao (>60% trọng lượng) thì vật liệu mới đạt được tính chất chống cháy. Để đạt được mức độn này mà không ảnh hưởng tới tính chất cơ học của chất dẻo, thì kích cỡ hạt & hình dạng của Mg(OH)₂ và tính chất bề mặt của nó phải được kiểm tra cẩn thận. Hơn nữa, độ tinh khiết hoá học của phụ gia cũng quan trọng vì chỉ cần một lượng nhỏ tạp chất kim loại được đưa vào cũng làm độ bền nhiệt trong chất dẻo có phụ gia kém đi. Sự phát triển của loại vật liệu thoả mãn đặc tính vật lý và hoá học, kết hợp với hiệu quả kinh tế trong sản xuất cao, là mục tiêu của công nghệ sản xuất trong nhiều năm qua.

Quy trình công nghệ áp dụng tại Công ty liên doanh Flamemag International GIE chứng tỏ khả năng sản xuất với hiệu quả kinh tế mặt hàng có chất lượng cao này.

Nhóm nghiên cứu của CSIRO hợp tác cùng giáo sư Roger Rothon - Giám đốc công nghệ của Elamemag đã tiến hành đánh giá, lựa chọn một số công nghệ trước khi áp dụng công nghệ mới. Công nghệ này bao gồm quá trình nung quặng magnesit có độ tinh khiết cao (hàm lượng MgCO₃ >95%) để tạo thành oxít ma giê kiềm tính.

        MgCO₃ ® MgO + CO₂

Tiếp đó người ta cho MgO tác dụng với dung dịch NH₄Cl và các phản ứng xảy ra như sau:

        MgO + 2NH₄Cl ® MgCl₂ + 2NH₃ + H₂O

        NH₃ + H20 ® NH₄OH

        MgCl₂ + 2NH₄OH ®> Mg(OH)₂ + 2NH₄Cl

Ngay từ đầu ma giê hydroxít đã kết tủa và kết tụ trong dung dịch dưới dạng phiến nhỏ có diện tích bề mặt lớn và hấp thụ được dầu.

Tuy vậy sản phẩm Mg(OH)₂ mới tạo ra cần phải được xử lý thuỷ nhiệt để tinh thể phát triển lớn hơn, dày hơn, với tổng diện tích bề mặt giảm hơn nhiều so với trước và có độ hấp thụ dầu thích hợp để ứng dụng làm chất chống cháy.

xử lý thuỷ nhiệt là điều cốt lõi của quá trình, làm kích thích tinh thể to lên, độ kết tụ giảm đi , nhờ đó mà tinh thể sạch hơn và phù hợp hơn đối với mục đích chống cháy. Qua xử lý tinh thể, Mg(OH)₂ cũng dễ lọc và dễ rửa sạch hơn.

Việc xử lý thuỷ nhiệt được thực hiện dưới nhiệt độ và áp suất cao. Nhiệt độ thường dùng là 200^oC, áp suất là 2000pa, mặc dù với nhiệt độ gần 300^oC thì thời gian phản ứng ngắn hơn.

Quy trình này đã được thử nghiệm ở quy mô bán công nghiệp có hiệu quả kinh tế và Mg(OH)₂ được sản xuất ra đạt chất lượng cao nhất. Sản phẩm Mg(OH) đạt độ tinh khiết hơn 99.8%, với tổng lượng tạp chất kim loại thấp hơn 10 phần triệu (<10ppm).

Sản phẩm theo quy trình công nghệ này có chất lượng tương đương với các sản phẩm tốt nhất hiện nay đang được sử dụng trong một số lĩnh vực, đặc biệt là ngành sản xuất cáp.

NGỌC MINH