5 Tiến độ và trình bày báo cáo
2.1.2 Quá trình blend và tương hợp
Trộn các hợp phần là khâu đầu tiên của quá trình blend. Máy đùn hay đùn trục đôi thường được sử dụng để blend nhựa nhiệt dẻo trong pha nóng chảy hoặc dai. Chất đàn hồi được trộn kín hoặc trộn hở. Trong cả hai trường hợp, vật liệu đều chịu ứng suất cắt. Kích thước của pha phân tán được xác định bởi cân bằng giữa hai quá trình phá vỡ giọt/hạt và kết khối được dẫn dắt bởi kiểu và mức độ khắc nghiệt của ứng suất, sức căng bề mặt giữa hai pha và tính chất lưu biến của các hợp phần. Hình dạng của pha phân tán có thể thay đổi từ dạng cầu sang dạng tấm dẹt phụ thuộc vào hoạt động bôi quết và trường cắt. Sự cần thiết giảm thế năng bắt nguồn từ quá trình kết tụ sẽ kém khắc nghiệt nếu nhưứng suất bề mặt nhỏ. Việc thêm một lượng nhỏ chất tương hợp sẽ
hoạt động như chất huyền phù rắn và ổn định các hạt nhỏ, qua đó giảm kích thước của pha phân tán. Hợp phần chiếm phần lớn bề mặt biểu hiện như pha nền. Trong trường hợp blend với phần phân tử bằng nhau (equimolar), một cấu tử có độ nhớt thấp có xu hướng bao phủ cấu tử kia có độ nhớt cao hơn. Hiện tượng này đã được quan sát và thiết lập một cách lý thuyết rằng phân bố tốt có thể đạt được khi hai pha có cùng độ nhớt. Điều kiện cốt yếu để tạo pha đồng liên tục (co-continuous) là:
η1Ф1 /η2Ф2=1 (2.1)
trong đó η1, η2 và Ф2, Ф1 là độ nhớt và phần khối lượng của từng hợp phần trong blend [55]. Pha đồng liên tục cung cấp hình thái đặc biệt, ở đó 2 pha thể hiện đồng tương hỗ (tandem) và blend thể hiện tính chất tốt nhất của 2 hợp phần. Mặt khác, nếu độ nhớt pha (phần) nhỏ cao sẽ không đủ để bẻ gãy thành các phân tán hạt nhỏ. Hợp phần có độ nhớt cao sẽ phân tán tốt hơn nếu nó được trộn trước với chất hoá dẻo để làm cho độ nhớt của nó gần với độ nhớt của hợp phần có độ nhớt thấp (Mangaraj và Heggs) [77]. Để thu được sự phân bố tốt của Nylon 66, trong blend của nó, polycarbonat có trọng lượng phân tử lớn được hoá dẻo bằng polycaprolactone. Chếđộ làm lạnh của blend cũng ảnh hưởng đến kích thước hạt. Làm lạnh nhanh sẽ cho các hạt nhỏ, làm lạnh chậm cho phép kết tụ và sinh ra các hạt lớn.
Trong trường hợp chất đàn hồi, khối lượng phân tử rất cao. Khối lượng phân tử được làm nhỏ bằng cách cắt chuỗi cơ hoá bằng cách sử dụng cạnh cắt sắc của máy trộn kín, trộn hở. Chất hoá dẻo thêm vào làm giảm độ nhớt và trợ gia công để cải thiện hình thái chảy. Tuy nhiên mặc dù vậy nhiều chất đàn hồi vẫn phân chia thành nhiều pha sau khi hoàn thành trộn. Hiện tượng có khả năng do việc tái kết tụ. Như vậy, quá trình tương hợp thiết yếu là làm giảm kích thước của pha phân tán và cung cấp cho blend, pha đồng liên tục. Như vậy, theo Koning và cộng sự [31] có 2 quá trình quan trọng diễn ra trong quá trình blend là (i) lưu biến, và (ii) phát triển hình thái.