Nghiên cứu khả năng chống cháy, tính chất nhiệt, và tính chất hóa lý của vật liệu chống cháy polyurethane xốp từ poly(ethylene terephthalate) phế thải với sự hiện diện của phụ gia chống cháy phi halogen

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu
Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG-HCM, Việt Nam
Liên hệ
Phạm Thị Chi, Khoa Khoa học và Công nghệ
Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG-HCM, Việt Nam
Email: ptchi@hcmus.edu.vn
Lịch sử
 Ngày nhận: 20-01-2021
 Ngày chấp nhận: 24-3-2021
 Ngày đăng: 30-4-2021
DOI : 10.32508/stdjns.v5i2.1011
Bản quyền
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
mở được phát hành theo các điều khoản của
the Creative Commons Attribution 4.0
International license.
Nghiên cứu khả năng chống cháy, tính chất nhiệt, và tính chất hóa
lý của vật liệu chống cháy polyurethane xốp từ poly(ethylene
terephthalate) phế thải với sự hiện diện của phụ gia chống cháy
phi halogen
Nguyễn Hà Tuyết Minh, Hoàng Thị Đông Qùy, Phạm Thị Chi*
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
TÓM TẮT
Bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET), là sảnphẩmcủaquá trình glycol giải polyethylene tereph-
thalate (PET) phế thải, được dùng để tổng hợp polyurethane xốp (B-PUF) và B-PUF chống cháy với
sự hiện diện của phụ gia chống cháy phi halogen aluminum hydrogen phosphonate (AHP). Để
tổng hợp sản phẩm B-PUF thành công từ BHET, các yếu tố về cánh khuấy và thời gian khuấy hiệu
quả đã được khảo sát, cụ thể thời gian khuấy 35 giây và sử dụng cánh khuấy đường kính 7,5 cm
đã đem đến quá trình tạo xốp tốt nhất. AHP với các hàm lượng 20, 25, và 30 php đã được khảo
sát trong nghiên cứu này, B-PUF/AHP đã đạt hiệu quả chống cháy tốt nhất UL-94 V-0 ở hàm lượng
25 php AHP. Tính chất nhiệt của B-PUF được cải thiện khi thêm phụ gia chống cháy AHP, thông
qua kết quả phân tích nhiệt trọng lượng TGA, hàm lượng rắn còn lại tăng từ 23,32 lên 37,37% với
sự hiện diện 25 php AHP. Tỉ trọng và hình thái cấu trúc xốp cũng được nghiên cứu, tỉ trọng mẫu
B-PUF và B-PUF/AHP lần lượt là 122,0 và 90,8 kg/m3 cho thấy sự hiện diện của AHP giúp quá trình
tạo xốp của vật liệu tốt hơn. Việc sử dụng sản phẩm tái chế PET kết hợp phụ gia chống cháy phi
halogen để tổng hợp vật liệu B-PUF là một trong những nghiên cứu phát triển bền vững để giảm
lượng lớn PET phế thải, tạo ra được vật liệu có khả năng chống cháy tốt và tăng đáng kể tính chất
nhiệt nhằm đáp ứng yêu cầu ứng dụng an toàn của các loại vật liệu polymer.
Từ khoá: PET phế thải, BHET, polyurethane xốp, phụ gia chống cháy phi halogen
MỞĐẦU
Polyurethane xốp (PUF) là một loại polymer thương
mại rất phổ biến trên thế giới, với hơn 90% lỗ xốp có
cấu trúc kín nên có khả năng cách nhiệt và cách âm
vượt trội, từ đó được ứng dụng nhiều trong xây dựng
như dùng làm tấm cách nhiệt cho mái nhà và vách
tường, dùng trong sản phẩm gia dụng như tủ đông,
tủ lạnh, các thùng chứa hóa chất và thực phẩm, và các
ống cách nhiệt 1,2. PUF thương mại hiện nay chủ yếu
được tổng hợp từ polyol có nguồn gốc hóa dầu, nguồn
năng lượngnày có thể sẽ cạn kiệt trong tương lai chính
vì vậy để đảm bảo tính phát triển bền vững thì việc sử
dụng sản phẩm thay thế sản phẩm polyol thương mại
là một điều tất yếu. Một trong số đó có thể kể đến việc
sử dụng sản phẩm của quá trình glycol giải PET phế
thải.
Poly(ethylene terephthalate) (PET) là một loại nhựa
nhiệt dẻo quan trọng được sử dụng rộng rãi trong
các ứng dụng thực tế như dệt may, bao bì, vật liệu
đóng gói, và chai đựng nước. Tuy nhiên, việc sử dụng
một cách chưa hợp lý các loại vật liệu khó hoặc không
phân hủy sinh học đã dẫn đến sự tích tụ lớn lượng
rác thải ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường, và
PET đã trở thành vật liệu được tái chế nhiều nhất
trong tất cả các loại vật liệu polymer ngày nay3. Một
trong những phương pháp tái chế PET phế thải là
tái chế hóa học, đây là quá trình chuyển đổi PET
thành monomer/oligomer và các chất hóa học khác
thông qua quá trình glycol giải toàn bộ hoặcmột phần
phân tử PET bằng các tác nhân glycol giải như ethy-
lene glycol (EG), diethylene glycol, propylene glycol,
poly(ethylene glycol) hoặc glycerol. Với tác nhân thủy
giải PET là EG thì sản phẩm glycol giải chính thu
được là bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET),
một nguyên liệu để tổng hợp PET nguyên chất, nhựa
polyester không bão hòa4–6, và polyurethane xốp3,7–9
(B-PUF). Quá trình này có thể là một giải pháp hiệu
quả và hữu ích để giảm lượng lớn rác thải PET đang
có ngoài môi trường và tạo ra các polymer kỹ thuật
chất lượng cao nói chung cũng như khả năng thay thế
sản phẩm hóa dầu trong PUF nói riêng.
Một nhược điểm lớn của PUF và B-PUF là khả năng
chịu nhiệt kém và rất dễ cháy, khi cháy sẽ phát sinh
ra nhiều khí độc hại như carbon monoxide, các sản
Tríchdẫnbàibáonày: MinhNHT,QùyHTD, Chi P T.Nghiên cứukhảnăngchốngcháy, tính chấtnhiệt,
và tính chất hóa lý của vật liệu chống cháy polyurethane xốp từ poly(ethylene terephthalate) phế
thải với sự hiện diện của phụ gia chống cháy phi halogen. Sci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 5(2):1189-1197.
1189
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
phẩmphânhủy dễ bay hơi của diol và isocyante10. Do
đó việc kết hợp sử dụng phụ gia chống cháy (FR) để
tổng hợp PUF có khả năng chống cháy tốt là rất cần
thiết. Trước đây, các loại FR chứa halogen được sử
dụng rộng rãi do khả năng chống cháy cháy hiệu quả
tuy nhiên chúng rất có hại cho môi trường11. Như
một hệ quả, hướng nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập
trung vào hệ thống FR phi halogen, trong đó hợp chất
phosphorus/phosphorus-nitrogen được biết đến là có
hiệu quả cao và là một sự thay thế đầy hứa hẹn cho
các FR chứa halogen11,12. Phụ gia chống cháy alu-
minum hydrogen phosphonate (AHP), một loại phụ
gia chống cháy phosphorus được nghiên cứu trong
những năm gần đây, được cho là hiệu quả chống cháy
tốt và ít gây độc với môi trường. Tuy nhiên, việc
nghiên cứu tính chất của sản phẩm PUF chống cháy
sử dụng phụ gia chống cháy AHP còn rất hạn chế.
Trongmột công bố trước đây13, khả năng chống cháy
và tính chất hóa lý của B-PUF sử d ... *)
BHET 100
MDI 100
Nước cất 3
Silicone 2
AHP 0 – 30
*php: là phần trăm theo BHET (g/g)
quá trình phản ứng diễn ra hoàn toàn, khi tăng lên
35 giây cho thấy B-PUF cho hình thái bề mặt lỗ xốp
mịn và lỗ xốp đồng đều hơn. Bên cạnh đó một yếu tố
quan trọng ảnh hưởng đến quá trình phối trộn đó là
cánh khuấy, đặc biệt khi tạo mẫu B-PUF ở kích thước
lớn hơn (150 x 150 x 50 mm3). Trong cùng thời gian
khuấy 35 giây cánh khuấy đường kính 4,5 cm cho thấy
B-PUF có bề mặt lỗ rỗ với sự xuất hiện của các lỗ xốp
lớn nhỏ không đều, kết quả được cải thiện hơn hẳn
khi thay đổi sang cánh khuấy đường kính 7,0 cm, bề
mặt đã trở nên mịn và lỗ xốp đồng nhất (Hình 2b).
Quy trình tạo mẫu với thời gian khuấy trộn là 35 giây
và sử dụng cánh khuấy có đường kính 7,0 cm được sử
dụng để tổng hợp các mẫu B-PUF chống cháy.
Phụ gia chống cháy sử dụng là AHP với hàm lượng
khảo sát từ thấp đến cao cho đến khi mẫu có thể đạt
hiệu quả chống cháy cao nhất, cụ thể là đạt tiêu chuẩn
UL-94 HB và UL-94 V-0. Mẫu chứa hàm lượng AHP
20 và 25 php cho kết quả như Hình 3, với bề mặt lỗ
xốp đồng đều, tuy nhiên khi tăng tới hàm lượng 30
php bề mặt mẫu trở nên không đồng đều với sự xuất
hiện của nhiều lỗ xốp lớn.
Khả năng chống cháy
Kết quả khảo sát khả năng chống cháy của các mẫu
B-PUF và B-PUF/AHP thông qua phương pháp UL-
94 được thể hiện ở Bảng 2 và Hình 4. B-PUF không
đạt được chuẩn UL-94V (Hình 4a), kết quả UL-94HB
(Hình 4b) cho thấy thanh mẫu bị cháy qua vạch
25 mm đầu tiên nhưng tốc độ cháy lan thấp (39,48
mm/phút) nhỏ hơn 40 mm/phút do đó mẫu đạt HB.
Với sự hiện diện của 20 php AHP, mẫu không bị cháy
lan qua vạch đầu tiên và đạt kết quả HB, mẫu B-
PUF/AHP20 đạt chuẩn và UL-94 V-1, tuy nhiên đây
1191
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
Hình 2: Hình ảnh các mẫu B-PUF khảo sát: a) thời gian khuấy khác nhau, sử dụng cánh khuấy đường kính 4,5 cm
và b) khảo sát hai loại cánh khuấy với đường kính (ø) 4,5 và 7,0 cm
Hình 3: Hình ảnh các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP ở kích thước 50 x 50 x 25 mm3
Bảng 2: Kết quả UL-94 của các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP
Mẫu UL-94HB UL-94V
T* (giây) Kết quả
B-PUF HB 33 Không đạt**
B-PUF/AHP20 HB 17 V-1
B-PUF/AHP25 HB 5 V-0
B-PUF/AHP30 HB 20 Không đạt**
Tổng thời gian cháy của mẫu sau 2 lần đốt
Cháy tới giá giữ mẫu
1192
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
Hình 4: Hình ảnh đánh giá UL-94 của các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP: (a) UL-94V và (b) UL-94HB.
chưa phải là chuẩn chống cháy tốt nhấtmànghiên cứu
hướng tới. Mẫu đạt V-0 khi tăng hàm lượng AHP lên
25 php với thời gian cháy sau hai lần đốt của mẫu rút
ngắn còn 5 giây và mẫu có khả năng tự dập tắt ngọn
lửa trước vạch đầu tiên trong thử nghiệm UL-94 HB
như trên Hình 4b. Ở hàm lượng AHP lớn hơn (30
php), mẫu cho kết quả khả năng chống cháy giảm, tuy
vẫn đạt chuẩn HB nhưng trong thử nghiệm UL-94V,
mẫu đã không thể đạt được bất kì chuẩn nào vì ngọn
lửa cháy đến giá giữ mẫu, điều này có thể do với hàm
lượng AHP lớn, phụ gia không được phân tán đều
trong B-PUF, ảnh hưởng đến quá trình tạo xốp với
các lỗ xốp không đồng đều (Hình 3) từ đó làm giảm
khả năng chống cháy. Như vậy mẫu B-PUF/AHP25 là
mẫu cho kết quả chống cháy tối ưu.
Tính chất nhiệt
Tính chất nhiệt của các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP
được đánh giá thông qua phương pháp phân tích
nhiệt trọng lượng TGA trong môi trường nitrogen và
kết quả được thể hiện ở Hình 5 và Bảng 3. Từ giản đồ
Hình 5 có thể thấy B-PUF và B-PUF/AHP25 đều có
hai bước phân hủy nhiệt chính diễn ra tại hai khoảng
nhiệt là 240 - 400ºC và 400 - 650ºC lần lượt liên quan
đến quá trình phân hủy phân đoạn cứng và phân đoạn
mềm trong mạch polyurethane15–17. Ở bước phân
hủy thứ nhất mẫu chứa phụ gia chống cháy có độ
mất khối lượng là 27,84% thấp hơn hẳn so với B-PUF
(36,08%), kết quả cũng tương tự ở giai đoạn thứ hai
B-PUF/AHP25 có độ mất khối lượng thấp hơn mẫu
trắng là 7,21%. Như vậy sự có mặt của AHP đã làm
chậm tốc độ phân hủy nhiệt của B-PUF. AHP hoạt
động chống cháy trong pha rắn18, hàm lượng lớp than
rắn bền nhiệt tại 750ºC khá lớn (74,34%), do đó đã
góp phần làm tăng đáng kể hàm lượng rắn còn lại của
mẫu B-PUF/AHP25. Kết quả thể hiện ở giá trị hàm
lượng than rắn của B-PUF/AHP25 ở 750ºC (37,37%)
lớn hơn so với B-PUF (23,52%). Lớp than rắn này
cũng có vai trò như hàng rào cách nhiệt ngăn không
cho nhiệt tiếp cận với nhựa nền từ đó làm giảm sự
cháy trong B-PUF.
Tỉ trọng và hình thái khoang xốp
Tỉ trọng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến các tính chất của vật liệu. Bảng 4 cho
thấy tỉ trọng của mẫu B-PUF đạt 122,0 kg/m3, giá trị
nằm trong khoảng giá trị cao đối với vật liệu PUF.
Khi thêm AHP tỉ trọng của mẫu giảm dần, cụ thể giá
trị của các mẫu B-PUF/AHP20, B-PUF/AHP25, và B-
PUF/AHP30 lần lượt là: 101,6; 90,8; và 78,1 kg/m3,
như vậy việc thêm phụ gia chống cháy đã có ảnh
hưởng tới quá trình tạo xốp của PUF. Khi kiểm tra
hình thái cấu trúc xốp của vật liệu (Hình 6 ), có thể
thấy đường kính lỗ xốp trung bình của B-PUF nhỏ
hơn B-PUF/AHP25 với giá trị tương ứng là 0,51 mm
và 0,72 mm, đồng thời độ đồng đều của các lỗ xốp ở
mẫu B-PUF/AHP25 tốt hơn mẫu B-PUF. Kết quả cho
thấy phụ gia AHP đã giúp cải thiện khả năng tạo xốp
của của B-PUF, mẫu tạo thành có giá trị tỉ trọng nhỏ
hơn.
KẾT LUẬN
B-PUF chống cháy đã được tổng hợp thành công từ
BHET với sự tham gia của phụ gia chống cháy phi
halogen AHP. Kết quả cho thấy khả năng chống cháy
của vật liệu được cải thiện từ không thể đạt chuẩn
chống cháy UL-94V đối với mẫu B-PUF thì khi thêm
25 php AHP, mẫu B-PUF/AHP25 đã đạt được chuẩn
UL-94 V-0. Với sự hiện diện của AHP đã làm chậm
tốc độ phân hủy nhiệt của B-PUF. AHP hoạt động
1193
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
Bảng 3: Tóm tắt kết quả từ đường cong TGA của các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP25
Mẫu B-PUF B-PUF/AHP25
Độ mất khối lượng (240 - 400ºC) (%) 36,08 27,84
Độ mất khối lượng (400 - 650ºC (%) 37,09 29,88
Hàm lượng rắn tại 750ºC (%) 23,52 37,37
Hình 5: Giản đồ TGA của AHP, B-PUF và B-PUF/AHP25 .
Bảng 4: Kết quả tỉ trọng của các mẫu B-PUF và B-PUF/AHP.
Mẫu Tỉ trọng (kg/m3)
B-PUF 122,0
B-PUF/AHP20 101,6
B-PUF/AHP25 90,8
B-PUF/AHP30 78,1
chống cháy trong pha rắn, hàm lượng lớp than rắn bền
nhiệt tại 750ºC khá lớn (74,34%), do đó đã góp phần
làm tăng đáng kể hàm lượng rắn còn lại của mẫu B-
PUF/AHP25. Hàm lượng than rắn của B-PUF/AHP25
ở 750ºC (37,37%) lớn hơn so với B-PUF (23,52%). B-
PUF có cấu trúc khoang xốp đồng đều đồng thời tỉ
trọng của mẫu cũng giảm dần, quá trình tạo xốp tốt
hơn khi thêm 25 php phụ gia chống cháy phi halogen
AHP.
LỜI CẢMƠN
Đề tài được tài trợ bởi Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG-HCM trong khuôn khổ Đề tài mã số
T2020-24.
DANHMỤC TỪ VIẾT TẮT
AHP: Aluminum hydrogen phosphonate
BHET: Bis(2-hydroxyethyl) terephthalate
B-PUF: Polyurethane Foam based on BHET
1194
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
Hình 6: Ảnh FE-SEM của mẫu B-PUF và B-PUF/AHP25
EG: Ethylene glycol
FE-SEM: Field Emission Scanning Electron Micro-
scopes
FR: Flame retardant
MDI: Methylene diphenyl diisocyanate
php: parts per hundred of BHET (polyol) by weight
PUF: Polyurethane Foam
TGA: Thermogravimetric analysis
UL-94: Underwriters Laboratories Tests
XUNGĐỘT LỢI ÍCH
Nhóm tác giả tuyên bố rằng không có xung đột lợi ích.
ĐÓNGGÓP CỦA TÁC GIẢ
Nghiên cứu được thiết kế bởi tác giả Phạm Thị Chi,
NguyễnHà TuyếtMinh, vàHoàngThịĐôngQuỳ. Tác
giả Phạm Thị Chi, Nguyễn Hà Tuyết Minh xử lý kết
quả, lên ý tưởng, và tham gia viết bài. Tác giả Hoàng
Thị Đông Quỳ chỉnh sửa nội dung cho bản thảo.
TÀI LIỆU THAMKHẢO
1. Ionescu M. Chemistry and technology of polyols for
polyurethanes. iSmithers Rapra Publishing. 2005;.
2. Eaves D. Handbook of polymer foams. Rapra Technology Lim-
ited. 2004;.
3. Roy PK, Mathur R, Kumar D, Rajagopal C. Tertiary recycling
of poly(ethylene terephthalate) wastes for production of
polyurethane-polyisocyanurate foams. J Environ Chem Eng.
2013;1(4):1062-9;Available from: 
jece.2013.08.019.
4. Lu M, Kim S. Unsaturated polyester resins based on recy-
cled PET: Preparation and curing behavior. J Appl Polym
Sci. 2001;80(7):1052-7;Available from: https://doi.org/10.1002/
app.1189.
5. Öztürk Y, Güçlü G. Unsaturated Polyester Resins Obtained
from Glycolysis Products of Waste PET. Polym Plast Tech-
nol Eng. 2005;43(5):1539-52;Available from: https://doi.org/
10.1081/PPT-200030272.
6. Zahedi AR, Rafizadeh M, Ghafarian SR. Unsaturated polyester
resin via chemical recyclingof off-gradepoly(ethylene tereph-
thalate). Polym Int. 2009;58(9):1084-91;Available from: https:
//doi.org/10.1002/pi.2637.
7. Li M, Luo J, Huang Y, Li X, Yu T, Ge M. Recycling
of waste poly(ethylene terephthalate) into flame-
retardant rigid polyurethane foams. J Appl Polym Sci.
2014;131(19):40857;Available from: https://doi.org/10.1002/
app.40857.
8. Pham CT, Nguyen BT, Nguyen MT, Nguyen TH, Hoang
CN, Ngan Nguyen N, et al. The advancement of bis(2-
hydroxyethyl)terephthalate recovered from post-consumer
poly(ethylene terephthalate) bottles compared to commer-
cial polyol for preparation of high performance polyurethane.
J Ind Eng Chem. 2021;93:196-209;Available from: https://doi.
org/10.1016/j.jiec.2020.09.024.
9. Ghaderian A, Haghighi AH, Taromi FA, Abdeen Z, Boroomand
A, Taheri SMR. Characterization of rigid polyurethane foam
prepared from recycling of PET waste. Period Polytech Chem
Eng. 2015;59(4):296-305;Available from: https://doi.org/10.
3311/PPch.7801.
10. Smith RJ, Holder KM, Ruiz S, Hahn W, Song Y, Lvov YM, et
al. Environmentally benign halloysite nanotubemultilayer as-
sembly significantly reduces polyurethane flammability. Adv
Funct Mater. 2018;28(27):1703289;Available from: https://doi.
org/10.1002/adfm.201703289.
11. Crummett WB. Decades of dioxin: Limelight on a molecule.
Xlibris Corp. 2002;.
12. Lu S-Y, Hamerton I. Recent developments in the chemistry
of halogen-free flame retardant polymers. Prog Polym Sci.
2002;27(8):1661-712;Available from: https://doi.org/10.1016/
S0079-6700(02)00018-7.
13. Pham T, Hoang Q. Fireproof behavior of polyurethane foam
basedonwaste poly(ethylene terephthalate) using aluminum
hydrogen phosphonate flame retardant. Sci Technol Dev J
- Nat Sci. 2019;2(2):88-94;Available from: https://doi.org/10.
32508/stdjns.v2i2.739.
14. Pham LH, Nguyen DH, Kim J, Hoang DQ. Thermal
properties and fire retardancy of polypropylene/wood
flour composites containing eco-friendly flame retar-
dants. Fibers Polym. 2019;20:2383-9;Available from:
https://doi.org/10.1007/s12221-019-1179-8.
15. Chattopadhyay DK, Webster DC. Thermal stabil-
ity and flame retardancy of polyurethanes. Prog
Polym Sci. 2009;34(10):1068-133;Available from:
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.06.002.
16. Wang S-X, Zhao H-B, Rao W-H, Huang S-C, Wang T, Liao W, et
al. Inherently flame-retardant rigid polyurethane foams with
excellent thermal insulation andmechanical properties. Poly-
mer 2018;153:616-25;Available from: https://doi.org/10.1016/
j.polymer.2018.08.068.
17. Wang C, Wu Y, Li Y, Shao Q, Yan X, Han C, et al.
Flame-retardant rigid polyurethane foam with a
phosphorus-nitrogen single intumescent flame retar-
dant. Polym Adv Technol. 2018;29(1):668-76;Available from:
https://doi.org/10.1002/pat.4105.
18. Li Q, Li B, Zhang S, Lin M. Investigation on effects of alu-
minumandmagnesiumhypophosphites on flame retardancy
and thermal degradation of polyamide 6. J Appl Polym Sci.
1195
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1189-1197
2012;125(3):1782-9;Available from: https://doi.org/10.1002/ app.35678.
1196
Science & Technology Development Journal – Natural Sciences, 5(2):1189-1197
Open Access Full Text Article Research Article
Faculty of Materials Science and
Technology, University of Science,
Vietnam National University Ho Chi
Minh, Vietnam
Correspondence
Pham Thi Chi, Faculty of Materials
Science and Technology, University of
Science, Vietnam National University Ho
Chi Minh, Vietnam
Email: ptchi@hcmus.edu.vn
History
 Received: 20-01-2021 
 Accepted: 24-3-2021 
 Published: 30-4-2021
DOI : 10.32508/stdjns.v5i2.1011 
Copyright
© VNU-HCM Press. This is an open-
access article distributed under the
terms of the Creative Commons
Attribution 4.0 International license.
Study of flame retardancy, thermal and physical properties of rigid
polyurethane foam based on recycled poly(ethylene
terephthalate) using non-halogen flame retardant
Nguyen Ha Tuyet Minh, Hoang Thi Dong Quy, Pham Thi Chi*
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
ABSTRACT
Bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) obtained fromwaste poly(ethylene terephthalate) bottles
was used to synthesize polyurethane foams (B-PUF) and the fireproof B-PUF in the presence of non-
halogen flame retardant, namely, aluminum hydrogen phosphonate (AHP). Loading of 25 php AHP
was needed for B-PUF/AHP to achieveUL-94 V-0 rating. The thermal stability of B-PUFwas improved
with the addition of AHP through the thermogravimetric analysis (TGA) results. In addition, other
properties such as density and foam structure were also investigated. The outcomes of this study
also confirmed that the B-PUF prepared from recycled PET not only were composed of a high per-
centage of waste poly(ethylene terephthalate), which could help reduce the amount of recycled
polymer materials and improved waste management but also met the high demands for the fire
safety of polymer applications.
Key words: Waste PET, BHET, Polyurethane foams, Non-halogen flame retardants
Cite this article : Minh N H T, Quy H T D, Chi P T. Study of flame retardancy, thermal and physical 
properties of rigid polyurethane foam based on recycled poly(ethylene terephthalate) using non-
halogen flame retardant. Sci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 5(2):1189-1197.
1197