Sàn thuyền bằng xốp EVA chống ăn mòn nước muối như thế nào?

Hiểu rõ các thách thức trên biển đối với sàn thuyền

Xốp EVA dùng làm sàn thuyền là gì và tại sao nó được sử dụng trong môi trường hàng hải?

Sàn thuyền bằng xốp EVA, là viết tắt của ethylene-vinyl acetate, về cơ bản là một loại polymer tế bào kín được chế tạo đặc biệt để chịu được điều kiện khắc nghiệt trên biển. Vật liệu này hầu như không thấm nước - theo thông số kỹ thuật chỉ khoảng nửa phần trăm - và cũng chống lại hư hại do nước mặn. Điều này giúp ngăn ngừa các vấn đề như gỗ bị mục, ván bị phồng lên và những phản ứng điện phân khó chịu mà chúng ta đôi khi thấy ở các bộ phận kim loại. Các nhà đóng thuyền thực tế đã kiểm tra vật liệu này theo tiêu chuẩn ASTM D3575 về khả năng nổi, do đó những khẳng định này có cơ sở dữ liệu đáng tin cậy. Đối với bất kỳ ai dành thời gian trên thuyền, điều này rất quan trọng vì boong thuyền liên tục bị ướt rồi lại khô đi ngày qua ngày. Và đây là một điểm tích cực khác cần lưu ý: ngay cả khi ngấm nước, EVA vẫn giữ được khoảng 94% độ bám ban đầu. Điều đó có nghĩa là các thủy thủ sẽ ít bị trượt hơn so với khi sử dụng các loại vật liệu sàn khác.

Các tác nhân gây hại môi trường phổ biến: nước mặn, tia cực tím và độ ẩm

Sàn thuyền phải chịu đựng ba mối đe dọa môi trường chính:

• Nước mặn : Thúc đẩy quá trình oxy hóa ở kim loại và làm suy giảm các vật liệu hữu cơ như gỗ thông qua trao đổi ion
• Tia UV : Gây ra hiện tượng mất đến 80% độ bền kéo ở các loại polymer thông thường trong vòng 12 tháng (Tạp chí Vật liệu Hàng hải 2022)
• Độ ẩm cao : Thúc đẩy sự phát triển của nấm mốc trên các bề mặt xốp

Xốp EVA chống lại cả ba yếu tố này nhờ công thức ổn định dưới tia UV và cấu trúc không xốp, ngăn ngừa hư hại cấu trúc và giảm nhu cầu bảo trì. Ngược lại, sàn gỗ tếch truyền thống cần bảo dưỡng nhiều gấp ba lần trong điều kiện nước mặn.

Cơ sở Hóa học và Cấu trúc Khoa học về Khả năng Chống Nước Mặn của Xốp EVA

Thành phần Hóa học của Xốp EVA và Tính Trơ đối với Các Ion Muối

Xốp EVA thường chứa từ 10 đến 40 phần trăm vinyl acetate, tạo nên cấu trúc phân tử không tương thích tốt với các ion natri clorua có trong nước biển. Vì sự đối kháng hóa học này, xốp EVA giữ được độ ổn định nơi mà các vật liệu khác bắt đầu bị phân hủy. Chúng ta không gặp các vấn đề ăn mòn điện hóa như những rắc rối dai dẳng thường thấy ở các bộ phận kim loại, cũng không xuất hiện hiện tượng suy giảm dần ảnh hưởng đến nhiều chất hữu cơ khi tiếp xúc với nước biển. Khi các nhà nghiên cứu kiểm tra độ bền của EVA trong điều kiện phòng thí nghiệm, họ phát hiện rằng sau ba tháng liên tục ngâm trong nước biển, vật liệu vẫn giữ gần như toàn bộ khối lượng ban đầu, khoảng 98%. So sánh với các hợp chất cao su chỉ giữ được khoảng hai phần ba khối lượng trong hoàn cảnh tương tự. Điều này khiến EVA trở thành một vật liệu thực sự nổi bật trong môi trường biển, nơi độ bền là yếu tố quan trọng nhất.

Cấu trúc kín tế bào ngăn chặn việc hấp thụ nước và hình thành chất điện phân như thế nào

Với 85–95% các túi khí kín, thiết kế tế bào kín của xốp EVA ngăn chặn sự thấm nước biển. Trong khi gỗ dán hàng hải hấp thụ lên đến 17% trọng lượng của nó trong nước biển (Tạp chí Vật liệu Hàng hải 2022), EVA giới hạn mức hấp thụ xuống dưới 0,5% thông qua ba cơ chế:

1. Các chuỗi polymer kỵ nước đẩy lùi nước lỏng
2. Thành tế bào ức chế hiện tượng mao dẫn
3. Các lỗ rỗng biệt lập ngăn chặn sự di chuyển của chất điện phân

Bằng cách loại bỏ các đường dẫn ẩm, EVA ngăn ngừa sự hình thành các chất điện phân ăn mòn – yếu tố cần thiết cho quá trình suy giảm điện hóa.

Vai trò của liên kết chéo trong việc tăng độ bền của xốp EVA trong môi trường hàng hải

Khi các nhà sản xuất tạo ra các liên kết chéo trong quá trình sản xuất, họ hình thành nên các mạng lưới phân tử 3D thực sự làm tăng độ bền của vật liệu. Mật độ cũng tăng đáng kể—từ khoảng 0,15 gam trên centimet khối lên khoảng 0,35 gam trên centimet khối. Điều này đồng nghĩa với khả năng chống chịu tổng thể tốt hơn. Các thử nghiệm cho thấy vật liệu vẫn giữ được khoảng 40% độ bền kéo ngay cả sau khi tiếp xúc với ánh sáng UV và môi trường nước biển. Ngoài ra, lượng chất hóa dẻo bị rò rỉ ra khu vực xung quanh cũng giảm đáng kể. Tất cả những cải tiến này có nghĩa là sàn EVA có thể chịu được mức độ hư hại cao hơn nhiều. Trong điều kiện mô phỏng thủy triều đại dương, các phiên bản có liên kết chéo chịu được số chu kỳ nén gần gấp ba lần so với các loại xốp thông thường không có liên kết chéo trước khi xuất hiện dấu hiệu mài mòn.

So sánh với các vật liệu sàn hàng hải truyền thống dễ bị ăn mòn do nước biển

Khác với nhôm hoặc sợi thủy tinh, vốn cần các lớp phủ bảo vệ hoặc hệ thống điện hóa, xốp EVA cung cấp khả năng chống ăn mòn vốn có nhờ thành phần tổng hợp và trơ về mặt hóa học.

Độ bền đã được chứng minh của xốp EVA trong điều kiện biển dài hạn

Các nghiên cứu ngâm lâu dài về khả năng chống nước muối và độ ẩm của xốp EVA

Các nghiên cứu độc lập cho thấy xốp EVA duy trì độ nguyên vẹn cấu trúc sau hơn 500 giờ ngâm liên tục trong nước muối, hấp thụ ít hơn 1% nước — thấp xa so với cao su (8,3%) và vật liệu composite PVC (5,1%). Tính không thấm nước này bắt nguồn từ cấu trúc tế bào kín, ngăn chặn các đường dẫn điện phân làm tăng tốc độ ăn mòn ở các vật liệu khác.

Dữ liệu hiệu suất: Giữ nguyên độ bền kéo sau 6 tháng trong nước biển

Khi được thử nghiệm trong điều kiện mô phỏng môi trường đại dương, xốp EVA vẫn giữ được khoảng 92% độ bền kéo ban đầu ngay cả sau nửa năm ngâm trong nước biển. Gỗ teak chất lượng hàng hải lại kể một câu chuyện khác – nó mất đi khoảng 34% độ bền khi trải qua cùng bài kiểm tra do muối tích tụ bên trong thớ gỗ theo thời gian. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm xác nhận điều mà nhiều người đi thuyền đã biết theo kinh nghiệm: EVA chống chịu tác hại của nước mặn tốt hơn nhiều so với các loại gỗ truyền thống. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng cả phương pháp thử nghiệm cơ học tiêu chuẩn và các kỹ thuật phổ kế tiên tiến để xác minh những phát hiện này, cung cấp bằng chứng cụ thể cho các nhà sản xuất trong việc ra quyết định lựa chọn vật liệu.

Nghiên cứu điển hình: Tàu đánh cá thương mại sử dụng sàn boong bằng xốp EVA trong hơn 3 năm

Khi 32 tàu đánh cá thương mại chuyển từ sàn sợi thủy tinh sang sàn bằng xốp EVA, họ nhận thấy một điều đáng kinh ngạc. Mặc dù thường xuyên rửa trôi bằng nước mặn mỗi ngày – điều này thường gây hư hại nghiêm trọng cho các vật liệu – nhưng hoàn toàn không có hiện tượng cong vênh hay bong tróc theo thời gian. Các đội bảo trì cũng rất hài lòng vì số lần sửa chữa boong giảm gần 80%. Điều thú vị là bề mặt vẫn giữ được độ bám chắc sau hàng ngàn giờ hoạt động trên biển, duy trì mức ma sát ở khoảng 0,68 ngay cả sau 11.000 giờ vận hành. Và cũng đừng quên vấn đề nấm mốc khó chịu trong khu vực hầm tàu. Thiết kế dạng tế bào kín đã ngăn chặn hoàn toàn vi sinh vật phát triển, nơi mà lớp sàn bần cũ trước đây thường xuyên bị mục nát. Những ngư dân đã chuyển đổi đều khẳng định họ tin tưởng tuyệt đối vào những lợi ích này.

Các Tính Chất Bảo Vệ Bổ Sung: Độ Ổn Định Với Tia UV và Khả Năng Chống Nấm Mốc

Cách Các Chất Ổn Định UV Ngăn Ngừa Sự Phân Hủy Do Tiếp Xúc Với Ánh Nắng Mặt Trời

Xốp EVA có các chất ổn định UV đặc biệt được tích hợp ngay trong thành phần, về cơ bản chúng hấp thụ và phân tán những tia UV có hại trước khi chúng làm ảnh hưởng đến các liên kết polymer. Chất liệu này hoạt động hiệu quả đến mức phản xạ khoảng 97% các bước sóng UV-B/C gây hại. Sau khi trải qua hơn 2.500 giờ thử nghiệm khắc nghiệt trong phòng lab (tương đương với việc để dưới ánh nắng trực tiếp ven biển liên tục khoảng sáu năm), vật liệu vẫn giữ được khoảng 93% độ bền kéo ban đầu. Các loại nhựa thông thường thường bị chuyển sang màu trắng, bong tróc hoặc trở nên cứng giòn và nứt nẻ khi tiếp xúc lâu với ánh nắng mặt trời. Tuy nhiên, EVA được ổn định bằng UV này vẫn giữ màu sắc đẹp và duy trì độ dẻo dai ngay cả sau thời gian dài tiếp xúc.

Khả năng kháng nấm mốc vốn có nhờ bề mặt không thấm nước

Xốp EVA cấp hàng hải hấp thụ ít hơn 0,5% độ ẩm ngay cả khi ngâm nước trong thời gian dài, tạo ra môi trường không thuận lợi cho nấm mốc và vi sinh vật phát triển. Các thử nghiệm độc lập theo tiêu chuẩn ISO 846 trong buồng nấm cho thấy ức chế tới 99,9% sự phát triển của vi sinh vật. Theo quan sát thực tế tại các bến du thuyền vùng nhiệt đới, không xuất hiện lớp màng sinh học trên sàn EVA sau 18 tháng sử dụng liên tục.

Sự kết hợp giữa khả năng chống ăn mòn nước muối và độ bền tổng thể trước các tác động môi trường

Khi chúng ta xem xét độ bền của mút EVA theo thời gian, chính sự kết hợp giữa khả năng chống nước muối, bảo vệ khỏi tia UV và ngăn ngừa nấm mốc làm nên sự khác biệt. Bề mặt chống tia UV ngăn chặn những vết nứt nhỏ hình thành, từ đó ngăn nước muối thấm vào các lớp bên trong. Và vì EVA không có lỗ rỗng, nó không tích tụ các chất axit mà thường phát triển trên các vật liệu khác. Các bài kiểm tra thực tế trên tàu thuyền cũng cho thấy điều khá ấn tượng. Sau khoảng năm năm tiếp xúc với thời tiết khắc nghiệt, sàn thuyền bằng EVA vẫn giữ được khoảng 90% khả năng hấp thụ va chạm. Điều này vượt trội hơn nhiều so với vinyl hàng hải thông thường, loại vật liệu này thường bị hư hỏng nhanh hơn nhiều khi chịu cùng điều kiện.