Chất độn trong cao su làm thay đổi hầu hết các tính chất của vật liệu. Một trong số các ảnh hưởng quan trọng lên tính chất vật liệu polyme của chất độn là: Tăng tính chất cơ lý, tính năng sử dụng của vật liệu. Hiện tượng tăng cường tính chất cơ lý của vật liệu khi đưa chất độn vào vật liệu đó được gọi là hiện tượng tăng cường lực cho vật liệu. Các chất độn làm tăng tính chất cơ lý cao su, tăng tính năng sử dụng của vật liệu được gọi là các chất độn hoạt tính hay chất độn tăng cường. Các chất độn không làm thay đổi tính chất cơ lý cao su được gọi là các chất độn trơ. Sự phân chia các chất độn hoạt tính và trơ chỉ là sự phân loại tương đối, một chất độn có thể là trơ với loại vật liệu này song lại có tác dụng gia cường đối với vật liệu khác.
Tác dụng tăng cường của chất độn phụ thuộc vào bản chất hoá học của nó và polyme, vào đặc trưng tương tác lẫn nhau giữa các vật liệu polyme với chất độn. Mặt khác, mức độ tăng cường lực cho cao su phụ thuộc vào hàm lượng chất độn có trong hợp phần, kích thước và hình dáng hình học của các chất độn, đặc trưng hoá học của bề mặt chất độn và nhiều yếu tố khác. Khi tăng hàm lượng chất độn tăng cường trong hợp phần cao su đến một hàm lượng giới hạn nào đó các tính chất cơ lý của vật liệu tăng lên. Để tăng cường tính chất cơ lý của hợp phần cao su có thể sử dụng chất độn với kích thước hạt từ 5 m đến 100 m. Mức độ tăng cường lực cho cao su bằng các chất độn hoạt tính còn phụ thuộc vào tương tác giữa các phân tử cao su với bề mặt chất độn. Chất độn có độ phân cực lớn sẽ tác dụng rất lớn và có liên kết bền vững với các mạch polyme có độ phân cực tương ứng.
a. Chất độn vô cơ hoạt tính
Các loại chất độn vô cơ được sử dụng nhiều trong công nghiệp, gia công cao su như: Bột nhẹ, cao lanh, bazit, thạch cao, silicdioxit… Trong các
Khoá Luận Tốt Nghiệp Phan Thị Huệ K31D Hoá - 34 - chất độn này thì silicdioxit là chất độn có hiệu quả tăng cường cao nhất. Cũng như các chất độn tăng cường khác, mức độ phân tán là đặc trưng quan trọng mà bằng đặc trưng này có thể đánh giá mức độ tăng cường của silicdioxit. Silicdioxit còn được sử dụng làm chất độn tăng cường cho các hợp phần cao su- nhựa tổng hợp khác.
Đối với các loại cao su không kết tinh hoặc cao su có cấu trúc vô định hình, silicdioxit có tác dụng tăng cường tính chất cơ lý. Silicdioxit có chứa nhiều nhóm phân cực trên bề mặt vì thế có khả năng hấp thụ hầu hết các chất phối hợp khác trên bề mặt làm giảm tác dụng của các chất phối hợp khác đặc biệt là các chất lưu hoá và xúc tiến lưu hoá cho cao su.
b. Các chất độn hữu cơ hoạt tính
Chất độn hữu cơ hoạt tính hay chất độn hữu cơ tăng cường là các hợp chất hữu cơ với các kích thước hạt nhỏ khi đưa nó vào hợp phần của cao su các tính chất cơ lý của cao su tốt hơn.
Trong các loại nhựa tổng hợp thì các loại được sử dụng nhiều và rộng rãi nhất là nhựa phenolfoocmaldehyd, amoni-foocmaldehyd, các loại nhựa có nguồn gốc từ động vật, thực vật.
c. Than đen
Than đen kỹ thuật là sản phẩm cháy không hoàn toàn của các hợp chất cacbuahydro. Than đen là chất độn tăng cường chủ yếu được dùng trong công nghệ gia công cao su. Sự có mặt của than đen trong hợp phần cao su với hàm lượng cần thiết làm tăng tính chất cơ lý của cao su như: giới hạn bền kéo đứt, xé rách, khả năng chống mài mòn, độ cứng và môđum đàn hồi của vật liệu. Sự có mặt của nhóm phân cực trên bề mặt than đen là yếu tố quan trọng quyết định khả năng tác dụng lý học và hoá học của than đen với các nhóm phân
Khoá Luận Tốt Nghiệp Phan Thị Huệ K31D Hoá - 35 - cực, các liên lết đôi có trong mạch đại phân tử. Dựa vào các thành phần nguyên tố hoá học của than đen có thể chọn loại than đen thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữa than đen và mạch cao su lớn nhất.
Chương 2.Thực nghiệm