5 Tiến độ và trình bày báo cáo
3.4.3.3 Bàn luận về ảnh hưởng của trợ tương hợp đến tính chất của blend
Liên quan đến tính năng cơ lý, khi đưa thêm TTH vào các blend cao su thiên nhiên và tổng hợp hình 3.37 (NR-I) và 3.40 (NBR-K), chúng tôi quan sát thấy sự gia tăng của kéo đứt. Với blend NR có thể thấy giá trị cực đại ở khoảng hàm lượng 4 - 8 % TTH. Vượt giá trị đó kéo đứt không tăng thêm. Với cao su tổng hợp giá trị cực đại nằm ở khoảng 2 - 6 %TTH. Trong cả hai loại blend cao su NR phản hồi nhanh và rõ với TTH CSTNgAM, trong khi đó blend cao su NBR phản hồi nhanh và rõ với TTH HD. Điều này phù hợp với kết quả thăm dò trong Mục 3.3 về blend với các TTH khác nhau.
Ghi nhận ở đồ thị dãn dài cho thấy các blend và trợ tương hợp tiềm năng hầu như không bị ảnh hưởng của TTH trong khi đó các blend so sánh đi kèm trở nên bị dãn dài nhiều hơn. Tuy nhiên sự tăng thêm này có giá trị tuyệt đối khá nhỏ khoảng dưới 100 đơn vị trong cả hai blend. Diễn biến này ngược với ảnh hưởng của than đen đến dãn dài. Có thể giải thích ảnh hưởng này do CSTNgAM và HD còn có tác dụng như hoá dẻo. Nếu blend bền vững hàm lượng giới hạn (khảo sát) không làm ảnh hưởng đến dãn dài nhưng ở blend kém bền hơn tính trội này thể hiện trong hình 3.38 (NR-I) và hình 3.41 (NBR-K). Với cùng logic này độ cứng của các mẫu thử nghiệm hồi đáp với hàm lượng TTH tăng thêm (hình 3.39 và 3.42). Độ cứng của các mẫu tiềm năng hầu như không bịảnh hưởng bởi lượng hàm lượng TTH.
Ghi chép về thông số lưu hoá chúng tôi không tìm thấy ảnh hưởng rõ ràng của TTH. Với cao su NBR và CSTNgAM chúng tôi chỉ thấy sự kém ổn định trên đường cong lưu hoá. Tuy nhiên với blend NR hình ảnh khá rõ nét thể hiện khi bắt đầu thêm CSTNgAM. Ở hàm lượng thấp ghi nhận sự tụt giảm moment đi liền với thời gian lưu hoá nhanh. Quá trình này nhanh chóng phục hồi và cho hình ảnh trong hình 3.43 và 3.44. Chúng tôi cho rằng ở giai đoạn này TTH thể hiện tính hóa dẻo trội và độ nhớt của blend giảm nhanh chóng đi kèm với quá trình truyền nhiệt tốt. Vượt qua điểm kịch tính này blend quay trở lại phản hồi bình thường với bản chất TTH của nó nhưđã mô tả trong mục 3.3.
Một số thảo luận liên quan tới vai trò của TTH có thể dẫn ra và chia làm hai trường hợp như sau: (i) blend cao su NR và vai trò của TTH CSTNgAM; (ii) blend cao su NBR và vai trò của TTH dầu hạt điều.
Trường hợp (i) - Tác giả Paul Newman [36] đã nói về hoạt động liên giao diện của các copolyme và cách chất hoạt động bề mặt. Trong một số trường hợp nhiều đoạn mạch block và graft copolyme cô lập trong hai pha trong trạng thái rắn. Kiểm tra một cách kỹ lưỡng miền cấu trúc với việc chọn kỹ lưỡng các đoạn mạch phù hợp dẫn tới biển hiện đàn hồi trong hệ mà không cần đến sự lưu hoá hoá học. Từ cơ sở lý thuyết điều đó cũng được hiểu như trong dung dịch pha loãng, các phân tử riêng biệt block copolyme rời khỏi hình thái cuộn ngẫu nhiên tạo thành hình quả tạ tạo nên lực đẩy các đoạn mạch. Chính lực đẩy nội phân tử là cơ sở của biểu hiện hoạt động bề mặt của chất tẩy rửa truyền thống trong đó các phân tử riêng biệt có những phần phân cực hoặc không phân cực (ion) gắn kết với pha dầu và nước một cách tách biệt.
Theo mục 3.3 của quá trình thăm dò, CSTNgAM có vai trò như trợ tương hợp không phản ứng. Giả thiết trợ tương hợp thuộc hệ A/B/A-B tính chất ứng suất cuối được cải thiện phụ thuộc vào việc gia tăng hàm lượng polyme thêm của diblock copolyme cho đến khi bề mặt giao diện bão hoà và copolyme bắt đầu hình thành micell trong ít nhất một pha của polyme. Bên cạnh nồng độ đó thường trong dải vài phần trăm (%), một vùng ổn định của tính chất cơ đã được quan sát thấy [1], [95], [112]. Trong một ví dụ, ảnh SEM vi cấu trúc khẳng định có sự thay đổi mạnh trong hình thái của hệ PS/PE ngay khi thêm lượng nhỏ 0,5 % khối lượng của HPB-b-PS, nhưng không có sự thay đổi khi hàm lượng polyme thêm vào vượt 2 % khối lượng [53]. Biểu hiện này hoàn toàn trái ngược với hệ A/B/C-D, ví dụ như hệ copolyme hiệu ứng enthalpi SAN/PPO/PS-b-PMMA [5], ảnh hưởng của từng đơn khối đối với đơn polyme trộn hợp ở chỗ vị trí ưu tiên của copolyme tại giao diện và sự tạo thành các micell bị trễ cho tới nồng độ của copolyme tăng cao tới 20 %.
Về trường hợp thứ (ii) - Tương hợp hoá bằng cách thêm chất phản ứng như một hợp phần của blend hoặc như hợp phần phản ứng thứ 3 được phân loại là quá trình tương hợp phản ứng. Ví dụ kinh điển của tương hợp phản ứng là sản xuất nylon siêu cứng của DuPont bằng cách blend nylon với MA-g-EPDM, (maleic anhydrid graft (nhánh) EPDM) [123]. Maleic alhydrid phản ứng với nhóm amin tạo nên copolyme của nylon EPDM, và chất tạo thành tương hợp 2 pha.
Blend của nylon với chất đàn hồi chức năng hoá được thực hiện bởi một số tác giả. Ide và Hasegawa đã blend MA graft PP và styrene-methacrylic acid copolyme thành nylon để tạo nên nylon PP và nylon/polystyrene blend [52]. Scott và Macosko đã thực hiện nghiên cứu sâu về blend của MA graft EPDM/nylon 6 [15]. Trong nghiên cứu này MA-g-EPDM chứa 0,7 % khối lượng MA và 76 % ethylene. Zytel 330 một polyamid với nhóm amin được blend với MA-g-EPDM trong Haake Rheomix 600 với hệ thống chuyển Haake System 90 ở 200 oC, và 50 RPM. Tương hợp phản ứng cũng được thực hiện bằng cách thêm monome, hoặc hợp chất với sự có mặt của xúc tác, có thể phản ứng với một hoặc các pha tạo ra graft copolyme tại chỗ, và nó hoạt động như chất tương hợp. Beaty và cộng sự thêm methylmethacrylate và peroxid vào nhựa thải (chứa PE, PP, PS và PET) làm đồng thể hoá blend rất hiệu quả [14]. Gia công phản
ứng thường được dùng để tương hợp blend không trộn hợp. Lambla và Seadan thực hiện tương hợp blend của nylon và propylene bằng cách tạo nhánh giao diện (grafting) và khâu mạch liên tục.
Trong trường hợp của cao su NBR và trợ tương hợp dầu điều, lượng polyme thêm vào có tác dụng tạo nên sự tương hợp phản ứng. Dầu điều gây nên phản ứng mở nối đôi C=C acrylat của PR. Có khả năng trong trường hợp này quá trình tương hợp gắn với cơ chế lưu hoá động (dynamic). Quá trình tương hợp này của blend do thêm chất có phân tử lượng thấp được mô tả gắn với sựđồng hành của các cấu tử tham gia vào phản ứng hóa [31]. Copolyme hoặc polyme nhánh tạo thành ảnh hưởng lên phát triển hình thái của blend bằng cách giảm sức căng bề mặt. Quá trình lưu hóa động, ví dụ như liên kết chéo chọn lọc của pha phân tán ngăn cản nó khỏi quá trình đông tụ và ảnh hưởng tới động năng phát triển hình thái. Với blend của các polyme có tính phân cực tương tự, khi đó hình thái pha mịn được cố định lại trong quá trình lưu hoá động mà không cần đến trợ tương hợp. Cơ chế này phần nào giải thích sự tương hợp bán phần của blend cao su CR và cao su NBR với PR trong trường hợp không có trợ tương hợp.