Hình 3.24: Ảnh hưởng của hàm lượng chất gia cường tới độ mài mòn của vật liệu
Nhận thấy rằng, chỉ cần một lượng nhỏ CNT (chưa biến tính và biến tính) đã làm tăng đáng kể tính chất cơ học của blend CSTN/NBR. Khi hàm lượng CNT và CNT-g-PVC tăng lên, các tính chất cơ học (độ bền kéo đứt, độ dãn dài khi đứt) của vật liệu tăng lên và đạt giá trị lớn nhất với hàm lượng CNT là 4% hoặc CNT-g-PVC là 3%. Điều này có thể giải thích do tại hàm lượng này, số lượng các phần tử CNT hoặc CNT-g-PVC đạt mức tối ưu để gia cường cho vật liệu, chúng sắp xếp theo trật tự nhất định và các sợi này tạo liên kết bề mặt tốt với phân tử cao su. Khi hàm lượng CNT vượt quá 4% cũng như đối với CNT-g-PVC là 3% thì các ống carbon nano được sắp xếp theo nhiều hướng khác nhau tạo thành các ống dài dẫn đến sự móc nối giữa các ống càng làm cho sự phân tán trở nên khó khăn dẫn đến sự kết tụ [8] làm giảm tính chất cơ học của vật liệu. Riêng độ cứng của vật liệu tăng dần với sự tăng của hàm lượng CNT. Riêng đối với CNT-g-PVC đã cải thiện tính chất cơ học của vật liệu rõ ràng hơn so với CNT khơng biến tính. Điều này có thể giải thích do PVC tương hợp tốt với NBR [7] nên sự có mặt của đoạn mạch PVC trên bề mặt giúp cho CNT-g-PVC tương tác với nền cao su tốt hơn. Chính vì vậy, các tính chất cơ học của vật liệu được cải thiện tốt hơn.
3.2.3. Cấu trúc hình thái của vật liệu
Cấu trúc hình thái của vật liệu được nghiên cứu bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM). Các hình dưới đây là ảnh FESEM bề mặt cắt của các mẫu vật liệu CSTN/NBR/CNT và CSTN/NBR/CNT-g-PVC.
Từ các ảnh FESEM cho thấy, đối với mẫu CSTN/NBR/CNT (hình 3.25, hình 3.26, hình 3.27) thì ống nano carbon phân tán chưa thật đồng đều trong nền cao su và khả năng tương tác của chúng với nền cao su chưa thật tốt. Trong khi đó mẫu CSTN/NBR/CNT-g-PVC (hình 3.28), ống carbon nano biến tính phân tán đồng đều hơn và chúng tương tác, bám dính tốt với nền cao su. Chính vì vậy, tính chất cơ học cũng như khả năng bền nhiệt của mẫu CSTN/NBR chứa CNT-g-PVC cao hơn so với mẫu chứa CNT. Mặt khác trên ảnh FESEM cịn cho thấy, đường kính ống CNT biến tính PVC lớn hơn CNT khơng biến tính. Điều này càng khẳng định, PVC đã được ghép lên bề mặt của ống nano carbon.