1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu cao su blend
1.4.3. Một số hệ cao su blend tính năng cao
1.4.3.7. Hệ blend trên cơ sở cao su NBR với CR và PVC
Các tác giả A. M. Omran, A. M. Youssef, M. M. Ahmed, E.M.Abdel-Bary và R.T. L. Hellipolis Cairo (Ai Cập) [91] đã nghiên cứu vật liệu cao su blend bền cơ và chịu dầu trên cơ sở cao su NBR (N3980-39% ) với CR và PVC gồm các hệ blend NBR/CR và NBR/PVC trên máy trộn hai trục (đường kính trục 400mm và 600mm) với các hệ lưu hóa khác nhau. Sản phẩm cao su blend thu được được cán tấm và bảo quản ít nhất 6 giờ trước khi tiến hành thử nghiệm. Các mẫu được thử
độ trương trong các loại dầu động cơ, dầu thủy lực, diesel và toluen tại nhiệt độ phòng (25±2)oC trong 24 giờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ trộn NBR/CR (1:1) có thời gian lưu hóa ít nhất; khi tăng hàm lượng CR thì khả năng chịu xăng và dầu diesel giảm đi. Thời gian lưu hóa tăng theo hàm lượng CR đến tỷ lệ 1:1, nếu tiếp tục tăng hàm lượng CR sẽ dẫn đến sự tăng độ bền kéo trong khi mođun ít thay đổi.
Trong hệ blend NBR/PVC, khi tỷ lệ PVC đạt 50% so với NBR thì mođun biến đổi tuyến tính. Với hàm lượng PVC cao hơn thì độ dãn dài giảm đi, tuy nhiên hàm lượng PVC ảnh hưởng không lớn đến độ trương của vật liệu. Các tác giả còn thấy mật độ liên kết ngang giảm khi tăng hàm lượng PVC và có ảnh hưởng đến khả năng chịu dầu của các hệ tương ứng. Tất cả các hệ cao su blend NBR/PVC có khả năng chịu dầu thủy lực và nhiên liệu tốt khi hàm lượng PVC không quá 30%.
1.4.3.8. Một số hệ blend có khả năng chịu dầu khác
Tác giả H. Ismail và các cộng sự đã nghiên cứu chế tạo blend của SBR với cao su thiên nhiên epoxi hóa (ENR). Việc blend hóa với ENR cải thiện khả năng gia công, độ cứng, đàn hồi, tăng độ bền dầu cho SBR. Nếu cho thêm chất tương hợp styren- butadien epoxi hóa – styren triblock copolyme (ESBS) thì khả năng gia công, độ bền kéo đứt và độ bền dầu của vật liệu tốt hơn [92]. Abhijit Jha và Anil K.
Bhowmick [93] đã chế tạo blend của polybutylen terephtalat/polyacrylat (PBT/ACM). Loại vật liệu này rất bền kể cả khi ngâm trong dầu ở 150oC mà không bị suy giảm các tính chất cơ lý.
Tác giả PK Das và các cộng sự [94] đã nghiên cứu chế tạo blend của cao su acrylonitril butadien hydro hóa (HNBR) và polyamit (PA) ở tỷ lệ 50/50 bằng phương pháp trộn rồi cho bức xạ bằng chùm điện tử. Kết quả cho thấy HNBR phân tán trong pha liên tục của nylon. Khi tăng cường độ bức xạ thì độ bền của blend tăng, độ già hóa trong dầu và độ trương nở giảm.
Sirichai pattanawannidchai và các cộng sự [95] đã nghiên cứu chế tạo blend của CSTN và CPE ở tỷ lệ 20/80 với chất độn là SiO2. Kết quả thấy độ bền của blend tăng theo sự tăng hàm lượng của SiO2 và chất độn không làm tăng độ bền
dầu hỏa của vật liệu. Nhóm tác giả Chakrit Sirisinha và các cộng sự [96] chỉ ra blend CSTN/CPE (hàm lượng CSTN bằng 50% khối lượng) có giá thành thấp mà vẫn có tính chất cơ lý đạt yêu cầu; độ bền dầu và bền già hóa của blend CSTN/CPE 50/50 phụ thuộc nhiều vào sự phân tán của pha CSTN trong CPE. Chất tương hợp cho blend được sử dụng là EPDM-g-MA. Nhóm tác giả trên [97] cũng đã chứng minh độ bền kéo của blend CSTN/CPE 50/50 có tính năng tương đương với CPE nguyên chất kể cả khi ngâm dầu và lão hóa nhiệt. Bằng phân tích cơ nhiệt, các tác giả cũng đã xác định được sự thay đổi giá trị Tg và quan sát tương tác giữa 2 pha gây ra bởi sự đồng lưu hóa trong blend CSTN/CPE.
Các tác giả Charkrit Sirisinha, Pongdhorn Saeoui [98] đã nghiên cứu ảnh hưởng của EPDM-g-MA như một chất tương hợp, chất phenolic là chất chống oxy hóa và khả năng chống lão hóa nhiệt của hệ blend CPE/CR 50/50. Kết quả nghiên cứu cho thấy EPDM-g-MA có thể làm giảm kích thước pha của blend với hàm lượng tối ưu là 1 phần khối lượng. Ngoài ra về độ chịu dầu, tính chất lão hóa nhiệt của blend phù hợp với độ bền kéo.
P. Sae-oui1, C. Sirisinha, K. Hatthapanit [99] đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ blend lên độ già hóa, khả năng chịu dầu, chịu ozon của hệ blend CR/NR khi sử dụng SiO2 làm chất độn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi trộn SiO2 vào hệ blend đã làm tăng mật độ liên kết ngang trong hệ blend, độ phân tán của SiO2 trong CR tốt hơn trong cao su thiên nhiên. Tính chất cơ lý, khả năng chống phân hủy do lão hóa nhiệt, chịu ozon của hệ CR/NR cũng được cải thiện đáng kể khi hàm lượng CR trong hệ tăng lên. Trong khi đó, P. Thavamani và D. Khastgir [100] đã nghiên cứu khả năng tương hợp của HNBR với etylen vinyl acetat copolyme (EVA). Kết quả nghiên cứu cho thấy hai polyme này có khả năng tương hợp với nhau. Độ bền dầu của vật liệu này tăng theo sự tăng của hàm lượng HNBR. Bên cạnh đó, tác giả Hanafi Ismail và các cộng sự [101] đã nghiên cứu chế tạo blend của SBR với cao su thiên nhiên epoxy hóa (ENR) và đã chỉ ra rằng ENR làm tăng độ bền dầu cho SBR. Nếu cho thêm chất tương hợp styren - butadien epoxy hóa - styren triblock
copolyme (ESBS) thì khả năng gia công, độ bền kéo đứt và độ bền dầu của vật liệu được cải thiện.
Đặc biệt Wu Wei-li, Li Qing-shan [102] đã sử dụng NBR để thay đổi khả năng chịu dầu của hệ SBR/PVC khi thay đổi tỷ lệ pha trộn. Từng hệ được kiểm tra tính năng (độ bền kéo, độ dãn dài khi kéo đứt, độ cứng, khả năng chịu mài mòn và chịu dầu, v.v…) và kết quả nghiên cứu nhận được đã cho thấy tổ hợp tối ưu có độ chịu dầu, dung môi (nghiên cứu độ trương trong xăng và benzen ở 23oC trong 24 giờ) là đạt yêu cầu khi hàm lượng NBR là nhỏ hơn 25%. Ngoài ra còn một số phép phân tích và nghiên cứu khác cũng đã được thực hiện đối với hệ ba thành phần NBR/SBR/CSTN. Đồng thời nhóm tác giả Wu Wei-li [103] cũng đã nghiên cứu khả năng kháng dầu của hệ blend CSTN/ PVC được cải thiện với tỷ lệ NBR tối ưu.
Hệ CSTN/ PVC/NBR nghiên cứu đã được xác định các tính chất như độ bền kéo, độ dãn dài khi kéo đứt, độ cứng, khả năng chịu mài mòn và chịu dầu và được so sánh với các thông số tương ứng của NBR. Các tác giả đã xác định được công thức phần khối lượng tối ưu như sau: PVC: 30; CSTN: 100; NBR: 25; S: 3; TMTD: 0,8;
chất xúc tiến D: 1,5; chất xúc tiến DM: 1.5; SiO2: 40; canxi cacbonat: 30; kẽm oxit:
5; axit stearic: 1,5; chất phòng lão D: 2. Hệ blend nhận được có khả năng chịu dầu đạt mức yêu cầu đặt ra .
Một hướng khác S. H. Botros và K. N. Abdel - Nour [104] đã nghiên cứu chế tạo blend của cao su butyl (IIR) với NBR để có vật liệu cao su blend bền dầu và bền nhiệt. Kết quả nghiên cứu cho thấy các sản phẩm blend IIR/NBR lưu hóa ở các tỷ lệ (70:30) (30:70) và (20:80) khả năng chống lão hóa, độ trương nở của chúng trong dầu phanh và toluen cũng được cải thiện so với các cao su thành phần.
Ngoài ra, S. H. Bostros [105] cũng đã nghiên cứu chế tạo cao su etylen propylen dien maleat (MAH-g-EPDM) trên máy cán hai trục và sử dụng chất này làm chất tương hợp cho hệ blend EPDM/NBR. Bằng phương pháp đo độ nhớt và kính hiển vi điện tử quét cho thấy khi thêm MAH-g-EPDM vào hệ blend đã cải thiện khả năng tương hợp và hình thái của hệ blend EPDM/NBR. Ngoài ra khả năng chịu