- 50FA4S: tro bay biến tính bằng 4% Si69 với hàm lượng 50 pkl - 50FA8S: tro bay biến tính bằng 8% Si69 với hàm lượng 50 pkl
Có thể nhận thấy khi tăng nồng độ của hợp chất silan từ 2% lên 4% thì thời gian lưu hóa 90% của vật liệu giảm xuống. Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng lên 8% thì thời gian lưu hóa của vật liệu lại tăng lên. Ở nồng độ silan 4% giá trị TC90 là thấp nhất 8 phút 39 giây, đồng thời Mmin đạt giá trị cao nhất. Điều này chứng tỏ ở nồng độ này, Si69 có tác dụng làm tăng tương tác cho các pha CSTN và NBR trong tổ hợp vật liệu.
Tuy nhiên ở nồng độ cao hơn (8%), giá trị Mmin của vật liệu lại giảm. Điều này được giải thích, khi nồng độ tác nhân liên kết silan quá cao, các lớp silan trên bề mặt tro bay không còn bền vững, chúng rất dễ tách ra tạo các lớp
silan tự do. Chính các lớp silan này có tác dụng như phụ gia quá trình làm dẻo hóa vật liệu. Mặt khác bản thân nó cũng tham gia vào quá trình lưu hóa cao su dễ hơn là khi còn kết nối trên bề mặt của tro bay. Với cấu trúc phân tử cồng kềnh, do hiệu ứng không gian mà thời gian lưu hóa của blend đã tăng lên.
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân liên kết silan tới tính chất cơ học của blend CSTN/NBR/FA của blend CSTN/NBR/FA
Tính chất cơ học của cao su blend CSTN/NBR chứa 50 pkl tro bay biến tính bằng Si69 với các nồng độ 2, 4, 8% được thể hiện trên bảng 3.10.
Bảng 3.10: Tính chất cơ học của vật liệu CSTN/NBR chứa tro bay biến tính bằng Si69 với nồng độ khác nhau
Ký hiệu Nồng độ dung dịch silan (%) Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài khi đứt (%) CSTN/NBR/50FA 0 10,35 452,78 CSTN/NBR/50FA2S 2 12,85 452,51 CSTN/NBR/50FA4S 4 13,89 491,43 CSTN/NBR/50FA8S 8 9,45 467,76
Tro bay biến tính bề mặt đã có tác dụng gia cường cho cao su blend CSTN/NBR, ở các mẫu CSTN/NBR/50FA2S và CSTN/NBR/50FA4S độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt đã tăng đáng kể so với mẫu chứa tro bay không biến tính bề mặt. Các tính chất cơ học của vật liệu đạt cực đại ở mẫu có tro bay được biến tính bề mặt ở nồng độ 4% Si69. Khi nồng độ Si69 tiếp tục tăng, các tính chất này lại giảm thể hiện ở mẫu CSTN/NBR/50FA8S có độ bền kéo đứt thấp hơn cả mẫu CSTN/NBR/50FA. Kết quả này là phù hợp với các kết quả khi khảo sát quá trình lưu hóa. Lớp silan gắn trên bề mặt tro bay quá dày, có liên kết yếu dẫn đến dễ bị tách ra tạo lớp silan tự do.
Như vậy, nồng độ dung dịch silan Si69 4% là phù hợp cho quá trình biến tính bề mặt tro bay để tạo sản phẩm vừa có tính cơ học cao và vừa có tính kinh tế.
3.3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay tới quá trình lưu hóa blend CSTN/NBR CSTN/NBR
Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến quá trình lưu hóa blend CSTN/NBR với hàm lượng tro bay biến tính bằng 4% Si69 lần lượt là 10, 30 và 50 pkl. Kết quả thể hiện trên bảng 3.11 và các hình 3.31 đến 3.33.
Hình 3.31: Giản đồ lưu hóa của blend CSTN/NBR/10FA4S
Hình 3.33: Giản đồ lưu hóa của blend CSTN/NBR/50FA4S
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay biến tính tới khả năng lưu hóa của blend CSTN/NBR
Ký hiệu Hàm lượng tro bay (pkl) Mmin (kgf.cm) Mmax (kgf.cm) TC90 (phút – giây) CSTN/NBR/10FA4S 10 9,45 18,82 11-07 CSTN/NBR/30FA4S 30 10,35 18,15 10-33 CSTN/NBR/50FA4S 50 11,16 18,91 8-39
Kết quả trên cho thấy, khi tăng hàm lượng tro bay từ 10 đến 50 pkl thời gian lưu hóa 90% (TC90) giảm đi rõ rệt. Hàm lượng tro bay đã có tác dụng giảm thời gian lưu hóa của cao su blend CSTN/NBR.
Giá trị Mmin tăng theo chiều tăng của hàm lượng tro bay từ 10 đến 50 pkl. Điều này cho thấy khi hàm lượng tro bay tăng làm giảm độ linh động cũng như tính dẻo của blend CSTN/NBR. Với các giá trị momen xoắn cực đại, có thể nhận thấy rằng các giá trị này thay đổi không nhiều khi tăng hàm lượng tro bay. Điều đó chứng tỏ trong khoảng hàm lượng từ 10 đến 50 pkl, độ bền của vật liệu sau quá trình lưu hóa ít bị ảnh hưởng.
3.3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay tới tính chất cơ học của blend CSTN/NBR CSTN/NBR
Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay biến tính bằng 4% Si69 tới tính chất cơ học của vật liệu blend CSTN/NBR nhằm xác định hàm lượng tro bay tối ưu có thể sử dụng được. Các hàm lượng tro bay 10, 20, 30 và 50 pkl
đã được khảo sát, kết quả thể hiện trên bảng 3.12.
Bảng 3.12: Tính chất cơ học của vật liệu CSTN/NBR/FA
Ký hiệu Hàm lượng tro bay (pkl) Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài khi đứt (%) CSTN/NBR 0 13,12 557,36 CSTN/NBR/10FA4S 10 14,48 564,50 CSTN/NBR/20FA4S 20 16,22 571,48 CSTN/NBR/30FA4S 30 14,39 512,56 CSTN/NBR/50FA4S 50 13,89 491,43 Trong đó: