Epoxy hoá cao su thiên nhiên và cao su thiên nhiên lỏng là phơng pháp đã đợc sử dụng từ rất lâu nhằm cải tiến các tính chất của cao su thiên nhiên nh độ bền dung môi, độ thấm khí và các tính chất cơ lý khác [3, 14, 15, 4]. Sự epoxy hoá cao su thiên nhiên lỏng xảy ra chủ yếu trong dung dịch với việc sử dụng axit peaxetic, axit peformic hoặc hỗn hợp hiđropeoxit và axit hữu cơ nh: axit axetic, axit formic [4, 7, 15, 17]. Một số điều kiện ảnh hởng đến phản ứng epoxy hoá cao su thiên nhiên lỏng nh: dung môi, nồng độ cao su, tỉ lệ mol peaxit - liên kết đôi, nhiệt độ đã đợc nghiên cứu [4, 7].
Do có nhóm epoxy trong phân tử nên cao su epoxy hoá có khả năng mở rộng mạch bằng phản ứng với các hợp chất có nhóm chức khác để tạo hợp chất mới [17].
Cao su epoxy hoá có thể tơng hợp dễ dàng với nhựa melamin fomandehit butyl hoá, nhựa phenolfomandehit, polieste no và không no, poliacrylonitrin và nhiều nhựa tổng hợp khác và đợc dùng chế sơn, vecni và keo dán.
Cao su epoxy hoá có khả năng hoá rắn với anhidritmaleic với hexametilen diamin, polietilen, poliamin (trong dung dịch axeton 5-10%) tạo màng bám dính tốt, đợc dùng để gắn, dán các vật liệu kim loại, gỗ, thuỷ tinh, chất dẻo và nhiều vật liệu khác.
Cao su thiên nhiên epoxy hoá sau khi lu hoá có độ bền kéo đứt và độ bền va đập cao nhng lại có độ biến dạng d sau khi chịu nén lớn và độ bền mỏi kém .
Tuỳ thuộc vào hàm lợng epoxy đa vào mà tính chất của sản phẩm có thể đợc điều chỉnh trong một phạm vi rộng. Cũng chính vì vậy mà ENR có một phạm vi ứng dụng rất rộng rãi. Nó có thể đợc ứng dụng trực tiếp để chế tạo các sản phẩm cao su có tính chất cơ lý tốt, chịu dầu và có độ thấm khí thấp hoặc có thể đợc ứng dụng để chế tạo các chất kết dính, bịt bọc... Một lĩnh vực ứng dụng
quan trọng của ENR đó là blend hoá với một số polyme khác để chế tạo các vật liệu mới hay làm chất tơng hợp để chế tạo các polyme blend.
ứng dụng điển hình của ENR trong lĩnh vực này đó là blend hoá với PVC. PVC đợc ổn định và hoá dẻo có thể trộn hợp với ENR ở bất kỳ tỷ lệ nào [18, 19]. Bằng chứng là hệ chỉ có một nhiệt độ thuỷ tinh hóa nằm giữa nhiệt độ thuỷ tinh hoá của PVC và ENR [18]. Nghiên cứu tính chất của hệ có chứa chất ổn định và hoá dẻo, các tác giả [16] thấy rằng, blend có tính chất cơ lý tốt và có thể sử dụng ENR để thay thế một phần DOP là loại hoá dẻo thấp phân tử có tính độc hại. Theo Ramesh và các cộng sự [19], PVC không chứa chất ổn định và không đợc hoá dẻo có thể chế tạo thành blend tự khâu mạch với ENR dới tác dụng của nhiệt độ trong quá trình gia công, song trờng hợp này thì hai polyme không có khả năng trộn hợp. Kết quả này đợc giải thích bởi do sự tạo thành vòng furan trong mạch ENR. Dới tác dụng của nhiệt độ, PVC bị phân huỷ tạo thành HCl và nhóm cloallyl có hoạt tính. Sau đó nhóm này có tác dụng với nhóm epoxy của ENR tạo thành liên kết khâu mạch giữa PVC với ENR theo phản ứng: CH=CH-CH-CH2 Cl CH=CH-CH-CH2 Cl O O CH3 + PVC (ENR) CH3
Việc tạo thành cấu trúc khâu mạch dẫn tới tính chất hoá lý của hệ thay đổi, nên quá trình tách pha xảy ra. Còn có nhiều yếu tố khác liên quan đến quá trình này nh sự giảm hàm lợng nhóm -C-Cl trong mạch PVC, mở vòng epoxy của ENR, dẫn đến làm giảm tơng tác giữa các phân tử, tạo thuận lợi cho việc tách pha của hệ. Phụ thuộc vào hàm lợng các polyme thành phần, mà điều kiện
công nghệ chế biến blend cũng thay đỗi. Tối u hoá điều kiện này cho phép tạo thành các blend có tính chất cơ lý tốt.
Khi nghiên cứu chế tạo blend PVC/ENR (50/50, 50% hàm lợng epoxy) không chứa chất ổn định và hoá dẻo, Coran và Patel [24] nhận thấy, blend có tính chất cơ lý tốt nhất khi phối trộn ở 170oC. Mặc dù trong điều kiện này PVC và ENR có khả năng khâu mạch với nhau theo phản ứng nêu trên và quá trình tách pha sẽ xẩy ra, nhng đây là nhiệt độ gần nhiệt độ nóng chảy của PCV, nên khả năng phối trộn của các polyme thành phần vẫn đạt hiệu quả tốt nhất. Nếu nhiệt độ blend hoá thấp hơn 170oC, PVC cha nóng chảy, bởi vậy khả năng phối trộn của hai polyme đạt hiệu quả thấp. Khi đó, PVC là pha phân tán thô trong ENR, nên tính chất cơ lý của blend thấp. Nếu nhiệt độ cao quá sẽ xảy ra quá trình phân huỷ mạnh PVC và ENR, dẫn tới tính chất cơ lý của blend giảm. Varughese thấy rằng, quá trình phân huỷ PVC trong blend PVC/ENR xẩy ra qua hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu, tốc độ tách HCl giảm, nhng giai đoạn sau lại tăng lên theo sự gia tăng hàm lợng ENR trong tổ hợp.