Trong quá trình gia công cao su và chất dẻo, khả năng trộn hợp của các phụ gia, nhất là các bột độn gia cường là các khoáng vô cơ cần được quan tâm. Đặc tính này ảnh hưởng đến công nghệ chế tạo vật liệu và tính chất của nó sau này.
Khả năng trộn hợp của khoáng sericit ban đầu, sericit biến tính với aminsilan và khoáng sericit biến tính bằng vinylsilan được so sánh với 2 loại bột độn gia cường thông dụng là SiO2 và Kaolin. Quá trình trộn hợp được khảo sát trên máy Brabender, Momen cực đại, cực tiểu và nhiệt độ cuối được thể hiện trên bảng 3.2.
Trên bảng 3.2 thấy rằng, ở nhiệt độ 50°C các giá trị Mmax và Mmin của các mẫu có chứa khoáng sericit đều nhỏ hơn nhiều so mẫu đối chứng sử dụng chất độn gia cường là SiO2 và Kaolin. Điều này chứng tỏ tổ hợp CSTN/sericit dễ trộn hợp hơn là tổ hợp CSTN/SiO2 hoặc CSTN/Kaolin và dẫn đến thời gian trộn hợp cần thiết để tổ hợp đồng đều được rút ngắn hơn, nhất là khi so sánh với SiO2. Nhiệt độ sinh ra trong quá trình trộn hợp thấp hơn (83°C) so với trường hợp sử dụng SiO2 (99°C) hay Kaolin (85°C).
Bảng 3.2: Khảo sát khả năng trộn hợp của CSTN với các chất gia cường khác nhau ở 50°C
Mẫu Ký
hiệu pkl M(Nm) max M(Nm) min Nhiệt độ cuối T (°C)
CSTN/Sericit
ban đầu S03 20 22,4 11,6 83
CSTN/Sericit
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng CSTN/Sericit biến tính với vinylsilan S1V3 20 21,9 10,6 83 CSTN/SiO2 OS02 20 28 17,6 99 CSTN/Kaolin K02 20 25,8 12,6 85
Ở nhiệt độ trộn hợp 50°C, mẫu CSTN gia cường sericit được biến đổi bề mặt bằng aminsilan (S1A3) có các giá trị Mmax và Mmin không khác nhiều so với mẫu chứa sericit không biến đổi bề mặt (S03) trong khi đó các giá trị này của mẫu có sericit được biến đổi bề mặt bằng vinylsilan (S1V3) là thấp hơn. Điều này có thể là do hợp chất biến đổi bề mặt loại vinylsilan có nhóm vinyl tương thích với các mạch đại phân tử polyisopren của cao su hơn là nhóm amin của hợp chất loại aminsilan. Ở nhiệt độ trộn hợp cao hơn (60°C), sự khác biệt này đã thể hiện rõ nét (bảng 3.3). Các giá trị Mmax và Mmin của mẫu S1A3 thấp hơn và nhiệt độ phát sinh trong quá trình trộn hợp cũng ít hơn so với mẫu S03.
Bảng 3.3: Khảo sát khả năng trộn hợp khoáng sericit với CSTN ở 60°C
Mẫu Ký hiệu Mmax
(N.m) Mmin (N.m) Nhiệt độ cuối T (°C) CSTN/Sericit ban đầu S03 18,1 11,7 87 CSTN/Sericit biến tính với aminsilan S1A3 15,2 11 80
Như vậy khoáng sericit có thể trộn hợp tốt với cao su. Nếu được xử lý bề mặt thì quá trình trộn hợp sẽ dễ dàng hơn. Khoáng sericit được biến đổi bề mặt bằng hợp chất loại vinylsilan tỏ ra thuận lợi hơn cho quá trình trộn hợp so với loại aminsilan.