1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu caosu blend
1.4.3.6. Hệ blend trên cơ sở caosu CR với PVC
Trong số các vật liệu quan trọng để tạo hệ blend, thì cao su cloropren (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC) đều có khả năng chịu dầu, kháng chịu hóa chất, thời tiết, và chậm bắt lửa. PVC là loại vật liệu nhựa thông dụng, rẻ tiền trong khi CR có giá tương đối cao. Do đó, blend của CR và PVC có thể được sử dụng để thay thế CR trong nhiều ứng dụng với giá thành hạ.
Nhóm tác giả K. E. George, Rani Joseph và D. Joseph Francis [82] đã nghiên cứu blend cao su CR với PVC ở các tỷ lệ thành phần và điều kiện nhiệt độ gia công khác nhau, sử dụng hệ phụ gia magiê oxit/kẽm oxit kết hợp với axit stearic làm chất ổn định cho nhựa PVC và sử dụng etylen tioure (NA-22) làm chất lưu hóa. Quá trình blend được thực hiện trên máy trộn Branbender Plasticorder model PL 3S ở 150oC và 190oC tùy theo tỷ lệ CR và PVC khảo sát trong thời gian 2 phút với tốc độ quay 30 vòng/phút. Các kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu blend có một số tính chất tốt hơn so với cao su CR ban đầu như có độ già hóa tốt hơn, độ cứng và mođun cao hơn, chịu dung môi tốt hơn và có giá thành thấp hơn hẳn.
Trong khi đó, Du Ai hua, Wu Ming sheng, Zhang Guo nian, Meng Xian de, Ji Kui jiang [83] nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ pha trộn lên các tính
chất cơ lý của blend CR/PVC và nghiên cứu vi cấu trúc của blend CR/PVC bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Kết quả nghiên cứu cho thấy ở nhiệt độ (165 ± 10)oC mọi tính chất vật liệu đều tốt hơn. Các hệ blend CR/PVC tự lưu hóa có tính chất cơ lý tốt hơn blend CR/PVC lưu hóa tĩnh. Nhóm tác giả
Meng Xiande, Yang Shuxin, Che Wei, Hou Yaoyong, Ji kuijiang và Pan Jiongxi [84] đã nghiên cứu sự tương hợp và hình thái học của hệ blend CR/PVC bằng hồng ngoại và TEM. Kết quả cho thấy hệ CR với PVC không tương hợp. Trong hệ blend xảy ra hiện tượng đảo pha khi hàm lượng PVC từ 60% đến 70% và ở hàm lượng 50% CR thì CR vẫn còn là pha liên tục trong hệ cao su blend.
Swanpan Saha và cộng sự [85] đã tiến hành nghiên cứu khả năng tương hợp của PVC và CR. Khả năng tương hợp của các hệ blend PVC/CR được xác định bởi tiêu chuẩn Zelinger Heidingsfeld ở 30oC. Trong phương pháp trên các tác giả đã sử dụng phương trình Stockmayer-Fixman về độ nhớt tương đối để tính toán tương tác dung môi – polyme. Các kết quả phân tích nhiệt đã chứng minh được PVC và CR không tương hợp và chúng chỉ có khả năng tương hợp hạn chế ở hàm lượng CR cao. Đồng thời tác giả Swanpan Saha [86] cũng đã nghiên cứu tính lưu biến của blend CR vô định hình với PVC. Các kết quả được giải thích về hình thái học và phân tích nhiệt. Quá trình thực hiện trên thiết bị Branbender, các thông số có thể được xác định từ các điểm lưu biến. Tình trạng phân tán của các polyblend cũng đã được quan sát thấy bằng cách quét hiển vi điện tử (SEM) nghiên cứu. Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng CR có thể thúc đẩy khả năng gia công và sự hợp nhất của PVC. Trình tự trộn có ảnh hưởng sâu sắc đến khả năng gia công và khả năng tương hợp của hệ blend nghiên cứu.
Y. P. Singh and R. P. Singh [87] đã nghiên cứu sự tương hợp của blend PVC với CR-20 (cao su cloropren có hàm lượng clo cao) và polyblend ghép của chúng. Kết quả nghiên cứu cho thấy CR-20 tương hợp với PVC, trong khi polyblend ghép của styren, etyl acrylat hoặc acrylonitril vào CR-20 lại tạo ra tính không đồng nhất trong hỗn hợp với nhựa PVC. Các tác giả trên [88] cũng đã nghiên cứu sự ổn định
nhiệt của blend PVC với polyblend ghép CR-20 với styren-acrylonitril (CR-20gp- SAN) tỷ lệ (2:1), đồng thời so sánh sự ổn định nhiệt của hệ blend trên với hệ PVC/CR-20 và PVC/KM-365B (KM-365B là chất biến tính trên cơ sở acrylat). Kết quả nghiên cứu đã cho thấy sự ổn định nhiệt của PVC biến tính thấp hơn so với PVC chưa biến tính. Hệ blend PVC/CR-20gpSAN (2:1) ổn định cao hơn PVC/CR-20 nhưng thấp hơn so với PVC/KM-365B.
M. Behal and V. Duchacek [89] đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt và cơ trong quá trình lưu hóa nhiệt hệ CR/PVC. Nghiên cứu cho thấy gia nhiệt và ép tại nhiệt độ cao ảnh hưởng lên sự tạo thành mạng lưới trong vật liệu. Trong quá trình lưu hóa ở khoảng nhiệt độ 150-200°C, các tác giả đã quan sát và xác định được các thông số động học của phản ứng khâu mạch. Khi cao su được ép và cắt mạch, tỷ lệ liên kết ngang giảm xuống nhiều ngay cả khi ở nhiệt độ tương đối thấp (90-150°C). Quá trình lưu hóa nhiệt của hệ CR/PVC đã được nghiên cứu trong phạm vi ở 180°C. Maxima đã quan sát thấy sự phụ thuộc của một số thông số động học của phản ứng lưu hóa nhiệt vào thành phần pha trộn polyme.
Nhóm tác giả R. Suresh, Y. P. Singh, G. D. Nigam và R. P. Singh [90] đã nghiên cứu khả năng tương hợp của hệ CR/PVC bằng kỹ thuật điện môi, siêu âm và bức xạ tia X. Nghiên cứu bức xạ tia X đã cho thấy tương tác polyme-polyme của PVC và CR-20. Những kết quả này phù hợp với các nghiên cứu về cấu trúc hình thái học của hệ blend này.