Vì sao có loại sợi sau khi cháy lại tự dập tắt lửa?
Các loại vật liệu sợi, dù là sợi thiên nhiên như bông, gai hay sợi tổng hợp như nilong, terilong, sợi propylen, sợi nitrilong..., đều có thể bắt cháy khi gặp lửa ở khoảng 300 - 400°C. Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo được loại sợi tự dập lửa: khi bắt lửa, ban đầu sợi vẫn cháy, nhưng ngọn lửa nhỏ dần rồi tắt hẳn. Loại sợi này hiện được dùng rộng rãi trong hàng không, hàng hải và đang dần xuất hiện trong cửa hàng cũng như nhà dân.
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học nhận thấy vật liệu sợi dệt là những cao phân tử thường chứa các nguyên tử cacbon, hyđro và oxy. Khi cháy, các cao phân tử này tạo ra những phân tử nhỏ ở dạng khí, đồng thời sinh ra các gốc tự do, tức những tập hợp nguyên tử có hoạt tính cao. Trong gốc tự do có các electron đơn lẻ rất hoạt động, chẳng hạn gốc tự do hyđro (H), gốc hyđroxyl (OH), gốc tự do oxy hyđroxyl (OOH*). Khi quá trình cháy diễn ra, các gốc tự do sinh sôi ngày càng nhanh. Muốn cắt đứt chuỗi phản ứng dồn dập này, cần hấp thụ và làm giảm năng lượng của gốc tự do, khiến chúng mất hoạt tính. Các loại sợi tự nhiên, sợi propylen và sợi nitrilong đều không có khả năng tự dập lửa. Riêng sợi clovinyl, cũng như màng polyclovinyl, khi cháy sẽ phân giải tạo phân tử hyđro clorua (HCl). Phân tử hyđro clorua có thể hấp thụ nhiệt của gốc tự do. Do trong phân tử sợi có nguyên tử clo nên khi cháy nó tạo ra hyđro clorua và tự “dập lửa”. Vì vậy, người ta dùng nguyên tử clo như một nguyên tố chống cháy. Ngoài clo, các nguyên tử như flo, brom, photpho, lưu huỳnh, antimon... khi cháy cũng tạo ra các hyđrua như hyđro brom, hyđro florua, hyđro sunfua, hyđro photphua, có khả năng hấp thụ năng lượng của gốc tự do. Nếu đưa các nguyên tố chống cháy vào những loại sợi dễ cháy, xu thế cháy sẽ giảm. Ví dụ với sợi propylen dễ cháy, người ta thêm phụ gia có chứa brom và antimoin để cải tạo thành sợi có tính chống cháy. Khi sợi cháy, ngoài việc sinh ra các hyđrua, còn có thể tạo ra những hạt rắn rất nhỏ của brom và antimoin. Các hạt này không chỉ hấp thụ năng lượng của gốc tự do mà còn va chạm với gốc tự do để làm giảm hoạt tính của chúng. Hiệu quả dập lửa này giống tác dụng của bụi hoặc cát khô trong việc dập lửa.
Nitrilong cũng là loại sợi dễ cháy. Nhưng nếu đưa các phân tử clorua ankyl hoặc bromua ankyl vào, người ta có thể tạo được loại sợi nitrilong có khả năng dập tắt lửa. Với sợi terrilong, nếu đưa gốc rượu bậc hai có chứa brom đến một mức nhất định, sợi terilong cũng có khả năng tự dập lửa.
