Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên các sinh vật biển như hà, hàu, rong, rêu v.v... (gọi chung là hà) phát triển rất mạnh. Tàu thuyền và các kết cấu dưới mặt nước nếu không được bảo vệ sẽ bị hà bao phủ dẫn đến những hệ quả như: Làm tăng lực ma sát do độ nhám cao, dẫn đến sự tăng trọng lượng tàu. Khảo sát cho thấy, nếu thân tàu không được bảo vệ thì sau 6 tháng mỗi mét vuông có thể bị bám bởi 150 kg hà biển. Như vậy, với một con tàu chở dầu có diện tích ngập nước là 40.000 m2 thì sẽ bị tăng thêm trọng lượng tới 6.000 tấn. Điều này dẫn đến sự gia tăng mức tiêu thụ nhiên liệu lên đến 40% và tổng chi phí vận chuyển vượt khoảng 77%. 

Sơn chống hà tự bào mòn chứa copolyme cơ thiếc (chứa TBT) từng được sử dụng rộng rãi (chiếm khoảng 90% lượng sơn chống hà) để bảo vệ lớp vỏ tàu biển do hiệu quả chống hà bám (chống bám bẩn) của màng sơn rất cao. Cơ chế hoạt động của màng sơn này được tóm tắt trong hình 1.3. Màng sơn sử dụng copolyme chứa (met)acrylat với nhóm este của thiếc. Lớp sơn ngoài cùng tiếp xúc với nước biển ban đầu không tan, tuy nhiên sau một thời gian trên bề mặt lớp sơn diễn ra phản ứng thủy phân cắt đứt liên kết este và biến nó thành muối cacboxilat. Lớp polyme thủy phân tan dần trong nước đồng thời kéo theo sự giải phóng muối tributyl thiếc clorua - là độc tố với hà. Lớp bề mặt mới không tan hiện ra và đến lượt nó lại chịu tác động của quá trình thủy phân và hòa tan như đã trình bày. Tốc độ bào mòn với hệ sơn cơ thiếc này chậm nhưng rất ổn định nên hiệu quả chống hà có thể lên tới 60 tháng.

Tuy nhiên, do tributyl thiếc clorua có độ độc cao ngay cả ở nồng độ rất thấp (2 ng.L-1) đối với rất nhiều loài sinh vật biển nên năm 2001 Tổ chức Hàng hải Quốc tế đã thông qua Hiệp ước về Sơn chống hà (AFS/CONF/26) theo đó cấm sử dụng các loại sơn chứa TBT cho tàu biển kể từ 1/1/2003 và cho đến 1/1/2008 sơn này phải được loại bỏ hoàn toàn khỏi vỏ tàu và các kết cấu dưới mặt biển. Việt Nam đã phê chuẩn Hiệp ước này và chính thức có hiệu lực từ 27/02/2016. Vì vậy, việc phát triển các hệ sơn có hiệu quả chống hà cao không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn cấp thiết. Ở Việt Nam, sơn chống hà đã được nghiên cứu từ những năm 1980 và cũng đã thu được một số kết quả nhất định. Một trong số những cơ sở tiên phong là Công ty sơn Hải Phòng và gần đây là CTCP Sơn Dầu khí đã nghiên cứu và sản xuất sơn chống hà gốc nhựa đường. Sau đó là nghiên cứu biến tính cao su để làm màng sơn cứng trên cơ sở cao su clo hóa. Hiệu quả chống hà của các màng sơn này thường thấp (lý do như đã trình bày ở trên). Chưa có nghiên cứu nào tại Việt Nam ứng dụng các copolyme khối tổng hợp, có cấu trúc và phân tử khối kiểm soát để chế tạo màng sơn tự bào mòn. Các sản phẩm sơn chống hà tự bào mòn hiện có trên thị trường chủ yếu được nhập khẩu (sản xuất) bởi các công ty nước ngoài hoặc liên doanh sản xuất theo bản quyền công nghệ của nước ngoài. Tuy nhiên, giá thành còn khá cao và hiệu quả chống hà cũng chỉ từ 1 đến 3 năm.

Như vậy đề xuất này là sự tiếp nối của đề tài Nafosted (sơn chống hà trên cơ sở copolyme hai thành phần) nhằm cải thiện và tăng cường tính năng cơ lý, phát huy các tính năng chống hà của hệ sơn. Trên cơ sở định hướng đó, Đại học Quốc gia Hà Nội đã cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Minh Ngọc đề xuất trong đề tài nghiên cứu này: Thay thế copolyme hai thành phần bằng copolyme ba thành phần trên cơ sở tert-butyldimetylsilyl metacrylat (tBDMSMA), metyl metacrylat (MMA) và butyl acrylat (BA).

Quá trình tổng hợp copolyme phân bố ngẫu nhiên và copolyme khối trên cơ sở MMA, BA, và tBDMSMA bằng phương pháp RAFT cho hiệu suất cao, khả năng kiểm soát khối lượng phân tử và độ phân bố khối lượng phân tử đạt kết quả tốt. Các copolyme thu được có sự đồng đều về kích thước mạch. Kết quả nghiên cứu sự bào mòn cho thấy cấu trúc và thành phần của copolyme có ảnh hưởng lớn tới kiểu bào mòn và tốc độ bào mòn. Tốc độ bào mòn của màng sơn nghiên cứu nằm trong khoảng tương đương tốc độ bào mòn của sơn cơ thiếc.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 15237/2018) tại Cục Thông tin KH&CNQG

Đ.T.V (NASATI)