CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4. Nghiên cứu chế tạo, tính chất vật liệu cao su chịu nhiệt bền kiềm trên cơ sở
3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nanosilica tới tính chất cơ lý của
vật liệu trên cơ sở blend CSTN/EPDM
Căn cứ kết quả nghiên cứu ở trên cũng như của các tác giả khác [132], để vật liệu nanocomozit trên cơ sở blend CSTN/EPDM có tính chất cơ học phù hợp và đảm bảo đặc tính bền thời tiết, bền nhiệt, bền kiềm của EPDM, chúng tôi chọn tỷ lệ phối hợp của blend CSTN/EPDM là 60/40 để nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn NS được biến tính TESPT (NSTESPT) để thực hiện thí nghiệm. Như đã nêu trong bảng 2.3 về công thức phối liệu chế tạo vật liệu nanocompozit, hàm lượng NSTESPT có sự thay đổi, trong bảng 3.21 dưới đây là kết quả khảo sát hàm lượng NSTESPT gia cường ảnh hưởng tới tính chất cơ học của vật liệu. Hình 3.31 thể hiện độ bền kéo khi đứt và độ dãn dài khi đứt của vật liệu.
Bảng 3.21. Hàm lượng NSTESPT gia cường ảnh hưởng tới tính chất cơ học của vật liệu trên cơ sở blend CSTN/EPDM
Hình 3.31. Hàm lượng nanosilica ảnh hưởng đến độ bền kéo khi đứt và độ dãn dài
khi đứt của vật liệu trên cơ sở blend CSTN/EPDM
Qua bảng 3.21 và hình 3.31 cho thấy rằng, khi tăng dần hàm lượng NSTESPT lên đến 10 pkl, độ bền kéo khi đứt và độ dãn dài khi đứt lần lượt tăng từ 8,94 MPa lên giá trị cực đại là 13,8 MPa và từ 405% đến giá trị cực đại là 465%. Khi tăng hàm lượng NSTESPT cao hơn 10 pkl, cả độ bền kéo khi đứt và độ dãn dài khi đứt đều có xu hướng giảm. Riêng với độ dãn dài dư có giảm dần từ 18,9% xuống 18,0% ở hàm lượng NSTESPT nhỏ hơn 10 pkl, nhưng vượt quá 10 pkl là có xu hướng tăng, mức độ tăng giảm không nhiều. Điều này được giải thích rằng, ở hàm lượng NSTESPT thấp, các hạt NSTESPT có sự phân tán đồng đều trong cao su nền, cấu trúc vật liệu sẽ chặt chẽ hơn nên tính chất cơ học của vật liệu tăng hơn. Khi hàm lượng NSTESPT vượt quá điểm thích hợp, các hạt NSTESPT dư khơng cịn phân tán đồng đều làm cấu trúc vật liệu khơng cịn chặt chẽ nữa và bề mặt trở nên gồ ghề, như vậy tính chất cơ học của vật liệu sẽ giảm xuống. Riêng độ cứng và độ mài mòn vẫn tăng dần nhưng khơng nhiều vì nanosilica là phụ gia vô cơ mềm [65]. Từ các số liệu đó, chúng tơi lựa chọn hàm lượng NSTESPT là 10pkl để nghiên cứu tiếp theo.
3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen phối hợp tới tính chất cơ lý của vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/EPDM lý của vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/EPDM
Căn cứ kết quả nghiên cứu thu được ở trên, chúng tôi lựa chọn hàm lượng NSTESPT là 10pkl gia cường cho blend CSTN/EPDM để nghiên cứu gia cường phối hợp với than đen. Trong bảng 3.22 và hình 3.32 dưới đây là kết quả hàm lượng than
đen (CB) gia cường phối hợp với NSTESPT ảnh hưởng tới tính chất cơ học của vật liệu cao su blend CSTN/EPDM.
Bảng 3.22. Hàm lượng than đen phối hợp NSTESPT ảnh hưởng tới tính chất cơ học
của vật liệu cao su blend CSTN/EPDM
Hình 3.32. Hàm lượng than đen phối hợp NSTESPT ảnh hưởng đến độ bền kéo khi
đứt và độ dãn dài khi đứt của vật liệu cao su blend CSTN/EPDM
Qua bảng 3.22 trên cho thấy, khi tăng hàm lượng than đen phối hợp, nằm trong khoảng 0 - 30 pkl, độ bền kéo khi đứt và độ dãn dài dư của vật liệu nanocompozit CSTN/EPDM/NSTESPT/CB có xu hướng tăng lên; trong khi đó độ dãn dài khi đứt giảm mạnh, còn độ mài mịn giảm xuống khơng nhiều (6,5%). Cho đến khi lượng than đen vượt quá 30pkl thì độ bền kéo đứt của vật liệu nanocompozit CSTN/EPDM/NSTESPT/CB lại có xu hướng giảm xuống, độ dãn dài khi đứt giảm nhanh hơn. Điều này được giải thích là khi hàm lượng than đen nhỏ hơn mức thích
hợp, than đen được phân bố đều đặn trong cao su nền, tạo cho cấu trúc vật liệu chặt chẽ, đều đặn giúp cho các tính chất cơ học của vật liệu được cải thiện. Khi hàm lượng than đen vượt quá điểm thích hợp, lượng than đen dư sẽ kết tụ lại thành các cụm hạt lớn, cản trở tương tác của các đại phân tử cao su trong vật liệu, làm giảm các tính chắc chắn của vật liệu. Riêng độ cứng vẫn tăng khi lượng than đen tăng, cũng bởi than đen làm giảm tính linh động của cao su. Từ những kết quả trên, chúng tôi lựa chọn hàm lượng than đen là 30pkl để nghiên cứu tiếp theo.