Ngày nay, bọt polyurethane được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Trong khi các bọt mềm được dùng trong đồ gỗ, giường, các phương tiện giao thông công cộng, các bọt cứng được dùng làm vật cách nhiệt, cách âm trong các tòa nhà. Tuy nhiên, bọt polyurethane, cả bọt cứng và mềm, đều rất dễ cháy nên các quy định về việc sử dụng loại bọt này phải được ban hành, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng.

Bên cạnh đó, những nghiên cứu đã được thực hiện để biến tính các bọt polyurethane, làm chậm sự cháy. Nhưng trước hết, ta xem xét cơ chế của quá trình cháy như sau:

Quan sát cơ chế của quá trình cháy, ta có thể rút ra các nguyên lý làm chậm sự cháy như sau:

1. Thêm vào các chất giúp loại nước (dehydration) và hình thành than nhiều hơn, ví dụ như các phosphate, phosphonate và ammonium sulfonate, giảm sự hình thành các khí dễ cháy.

2. Thêm vào các hợp chất chứa Cl hoặc Br hấp thu các gốc tự do, ta có thể ngăn phản ứng cháy xảy ra vì phản ứng cháy là phản ứng tạo thành các gốc tự do. Các loại như sau: phosphate: (RO)₃ P(O), phosphonate: (RO)₂ (R) P(O), phosphinate: (R₂) (OR) P(O), phosphite: (RO)₃ P, phosphine oxide: R₃ P(O), phosphine: R₃ P, trong đó R là nhóm alkyl chứa clo hoặc brôm. Đa số các chất làm chậm cháy thương mại là các ester phosphate clorua.

3. Thêm vào các chất độn có chứa nhiều nước như nhôm trihydrate, ẩn nhiệt hóa hơi của nước cao giúp giảm nhiệt độ và nhiệt tỏa ra của quá trình cháy, các khí dễ cháy tạo thành ít hơn. Calcium (canxi) carbonate, silica, và đất sét cũng rất hiệu quả khi được sử dụng làm các chất độn làm chậm cháy.

4. Kết hợp các liên kết bền nhiệt vào cấu trúc bọt polyurethane để giảm sự phân hủy nhiệt của bọt, giúp giảm sự hình thành các khi dễ cháy. Liên kết bền nhiệt thông thường là liên kết polyisocyanurate, ngoài ra còn các liên kết amide, imide, và carbodiimide. Lượng các liên kết này phải vượt qua một giá trị xác định, bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ đương lượng NCO/OH và khối lượng phân tử của polyol.

Tham khảo từ tài liệu Polyurethane and Related Foams , Kaneyoshi Ashida, CRC - Taylor & Francis, 2006, trang 43 - 46

(vtp-vlab-caosuviet)