1- Tro bay không biến tính 2 Tro bay biến tính bằng AEAPT
3.2.7. bền môi trường của vật liệu CSTN/FA
Từ các kết quả đã nghiên cứu, đã lựa chọn mẫu CSTN chứa 30 pkl tro bay biến tính bằng 2% bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit để đánh giá khả năng bền môi trường của vật liệu. Trong bảng 3.7 trình bày những kết quả thử nghiệm thu được theo tiêu chuẩn TCVN 2229 : 2007 (nhiệt độ thử 70 oC, thời gian thử 72 giờ trong môi trường không khí và nước muối 10%).
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới hệ số già hoá của vật liệu
Hệ số già hóa
Mẫu Trong không khí
Trong nước muối
CSTN 0,83 0,86
CSTN/30FA 0,89 0,84
CSTN/30FA2S 0,94 0,92
Kết quả trên cho thấy, mẫu CSTN và các phụ gia có độ bền môi trường thấp nhất, khi có thêm 30 pkl tro bay không biến tính thì khả năng ổn định trong không khí tăng lên nhưng trong nước muối không tăng mà còn có phần giảm. Khi mẫu cao su chứa tro bay biến tính bề mặt bằng Si69 thì hệ số già hoá trong không khí và nước muối đều tăng lên đáng kể. Điều này có thể giải thích, khi tro bay được biến tính, khả năng phân tán của chúng trong nền CSTN tốt hơn, cấu trúc của vật liệu trở nên đồng đều, chặt chẽ và bền vững hơn do hình thành các liên kết giữa chất độn với chất nền cao su thông qua hợp chất silan. Điều này làm cho khả năng bền với các tác động của nhiệt độ, ôxy không khí và nước muối của vật liệu tăng lên.
Nhận xét 3:
Nghiên cứu sử dụng tro bay để chế tạo vật liệu compozit CSTN/FA cho thấy, tro bay có tác dụng gia cường cho vật liệu cao su. Tính chất cơ học của vật liệu thay đổi theo hàm lượng tro bay và đạt giá trị cực đại ở 30 pkl tro bay không biến tính và đã biến tính bề mặt bằng hợp chất silan Si69. Hợp chất silan này có tác dụng gia tăng độ bền kéo cho vật liệu hơn cả so với các hợp
chất silan khác có gốc amin và mercapto. Độ bền kéo đứt của vật liệu có chứa 30 pkl tro bay biến tính bằng 2% Si69 cho giá trị lớn nhất.
Quá trình lưu hóa của CSTN chứa tro bay biến tính bề mặt bằng A-189 diễn ra nhanh hơn so với các loại silan khác được khảo sát, song Si69 lại giúp cho vật liệu cao su linh động hơn, tương tác tốt hơn. Hàm lượng tro bay được biến tính bề mặt bằng loại silan này (Si69) tăng đã kéo dài thời gian lưu hóa và làm tăng các momen xoắn cực đại và cực tiểu.
Vật liệu trên cơ sở cao su thiên nhiên sử dụng tro bay làm chất độn có độ bền nhiệt cao hơn so với so với mẫu vật liệu không chứa tro bay. Độ bền nhiệt của vật liệu đạt giá trị lớn nhất khi sử dụng 20-30 pkl tro bay biến tính làm chất độn (nhiệt độ phân hủy mạnh nhất tăng gần 10 °C).
Tro bay cho vào hợp phần CSTN không chỉ làm gia tăng độ bền nhiệt mà còn làm tăng độ bền môi trường của vật liệu đặc biệt là với mẫu tro bay được biến tính bề mặt bằng hợp chất silan.