1- Tro bay không biến tính 2 Tro bay biến tính bằng AEAPT
3.2.4. Ảnh hưởng của các hợp chất silan khác nhau tới quá trình lưu hóa
Trong công trình này, đã tiến hành nghiên cứu khả năng lưu hóa của các mẫu vật liệu CSTN có chứa tro bay biến tính bằng các tác nhân liên kết khác nhau. Theo kết quả nghiên cứu trong một công bố khác [108], ở nồng độ hợp
chất silan 2% cho các tính chất lưu hóa của vật liệu tốt hơn so với ở nồng độ hợp chất silan cao do hiệu ứng án ngữ không gian. Do đó trong nghiên cứu này đã lựa chọn biến tính bề mặt tro bay với các hợp chất silan khác nhau ở nồng độ 2%. Khảo sát quá trình lưu hoá của tổ hợp cao su được thực hiện trên thiết bị Rheometer ở 140°C, trong 30 phút.
Hình 3.26: Giản đồ lưu hóa của các mẫu CSTN với tro bay không biến tính (FA) và tro bay biến tính bằng silan A-189 (FA2Mc), AEAPT (FA2A) và Si69 (FA2S) Hình 3.26 trình bày giản đồ lưu hóa của vật liệu CSTN với tro bay không biến tính và biến tính bằng 3 loại hợp chất silan A-189, AEAPT và Si69. Trên giản đồ lưu hóa xuất hiện momen xoắn cực tiểu và cực đại (Mmin và Mmax).
Bảng 3.3: Khả năng lưu hóa của CSTN chứa tro bay biến tính bằng các hợp chất silan khác nhau Ký hiệu mẫu Hợp chất silan Nồng độ dung dịch silan (%) Mmin (kgf.cm) Mmax (kgf.cm) TC90 (phút-giây) CSTN/50FA2Mc A-189 2 8,78 17,22 8-58 CSTN/50FA2A AEAPT 2 9,12 18,08 10-12 CSTN/50FA2S Si69 2 7,45 17,59 12-05 CSTN/50FA 0 0 9,55 18,33 10-55
Các giá trị momen xoắn cực tiểu (Mmin) thể hiện tính dẻo hay độ linh động của hỗn hợp cao su ở trạng thái chảy mềm ban đầu. Các giá trị momen xoắn cực đại (Mmax) thể hiện độ bền, cứng của cao su sau quá trình lưu hoá. Ảnh hưởng của các hợp chất silan khác nhau tới quá trình lưu hóa CSTN được thể hiện ở bảng 3.3.
Kết quả cho thấy, momen xoắn cực tiểu của mẫu vật liệu chứa tro bay biến tính bằng Si69 là thấp nhất, chứng tỏ rằng loại hợp chất silan này cho khả năng linh động của vật liệu tốt nhất, khả năng tương hợp của tro bay biến tính bằng hợp chất silan này với chất nền cao su tốt hơn. Trong khi đó, momen xoắn cực đại của cả ba mẫu vật liệu lại không khác nhau nhiều, điều này cho thấy ảnh hưởng của 3 hợp chất silan đến độ bền của vật liệu ở nồng độ này là gần như không thay đổi so với mẫu tro bay không biến tính.
Thời gian lưu hóa của mẫu cao su chứa tro bay biến tính bằng A-189 là thấp nhất so với hai loại hợp chất silan còn lại. Điều này được giải thích là do A-189 có chứa nhóm SH, nhóm chức này rất dễ tham gia vào quá trình lưu hóa của vật liệu nên hay gây ra hiện tượng lưu hóa sớm. Còn mẫu cao su chứa tro bay biến tính bằng AEAPT cũng có thời gian lưu hóa ngắn là do trong hợp chất silan AEAPT có nhóm –NH2, nhóm này đóng vai trò xúc tiến quá trình lưu hóa cao su.
Hình 3.27: Phản ứng lưu hóa giữa hợp chất silan Si69 trên bề mặt tro bay với CSTN Đối với mẫu cao su chứa tro bay biến tính bằng Si69, hợp chất silan này tham gia vào quá trình lưu hóa nhưng khó khăn hơn do phải trải qua quá trình cắt chuỗi mạch lưu huỳnh trong phân tử Si69 và hiệu ứng cản trở không gian
cồng kềnh của nó nên thời gian lưu hóa lớn nhất. Phản ứng lưu hóa giữa hợp chất silan Si69 trên bề mặt tro bay với cao su thiên nhiên trong hình 3.27.