- 10FA4S: tro bay biến tính bằng 4% Si69 với hàm lượng 10 pkl 20FA4S: tro bay biến tính bằng 4% Si69 với hàm lượng 20 pkl
3.3.8. bền môi trường của vật liệu CSTN/NBR
3.3.8.1. Hệ số già hóa
Trên bảng 3.15 trình bày những kết quả thử nghiệm các mẫu vật liệu blend CSTN/NBR theo tiêu chuẩn TCVN 2229 : 2007 (nhiệt độ thử 70 o
C, thời gian thử 96 giờ trong môi trường không khí và nước muối 10%).
Bảng 3.15: Hệ số già hóa của các mẫu vật liệu blend CSTN/NBR
Hệ số già hóa
Mẫu Trong không khí Trong nước muối
CSTN/NBR 0,80 0,82
CSTN/NBR/20FA 0,86 0,83
CSTN/NBR/20FA4S 0,92 0,91
Từ kết quả nhận thấy rằng, mẫu blend CSTN/NBR và các phụ gia có độ bền môi trường thấp nhất, khi có thêm 20 pkl tro bay thì khả năng ổn định trong không khí tăng lên nhưng trong nước muối chỉ tăng chút ít.
Khi mẫu blend CSTN/NBR có chứa 20 pkl 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, một mặt khi tro bay được biến tính bề mặt, khả năng phân tán của chất độn tốt hơn. Mặt khác, do hình thành các liên kết của chất độn với chất nền cao su thông qua hợp chất silan, dẫn đến cấu trúc của vật liệu trở nên đồng đều, chặt chẽ và bền vững hơn. Do vậy làm cho khả năng bền với các tác động của nhiệt độ, ôxy không khí và nước muối của vật liệu tăng lên.
3.3.8.2. Độ trương trong dầu diezen
Các mẫu vật liệu cao su blend CSTN/NBR đã được khảo sát độ bền dầu bằng cách ngâm trong dầu diezen. Trên hình 3.36 là kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ trương của một số mẫu vật liệu CSTN và
blend CSTN/NBR chứa tro bay biến tính và không biến tính. Nhận thấy rằng, các mẫu blend đã có khả năng bền dầu tốt hơn nhiều CSTN, độ trương trong dầu diezen giảm đáng kể nhờ có cao su nitril với độ phân cực cao. Cao su nitril đã che chắn cho pha cao su thiên nhiên trong blend, ngăn cản sự xâm nhập của dầu diezen trong quá trình thử nghiệm.
0 50 100 150 200 250 300 350 0 8 16 24 32 40 48 56
Thời gian (giờ)
Đ ộ t rư ơ n g ( % ) CSTN Blend-0FA Blend-20FA Blend-20FA-2S Blend-20FA-4S Blend-20FA-8S
Hình 3.36: Độ trương trong dầu diezen của vật liệu CSTN và blend CSTN/NBR/20FA
Cùng với đó, tro bay biến tính bề mặt bằng các tác nhân liên kết silan Si69 ở các nồng độ dung dịch 2%, 4% và 8% đã được khảo sát ảnh hưởng đến độ trương trong dầu của vật liệu blend CSTN/NBR/FA. Kết quả cho thấy, độ trương của vật liệu thay đổi không nhiều ở các nồng độ dung dịch tác nhân liên kết silan khác nhau. Tuy vậy, vật liệu blend chứa tro bay biến tính bằng 4% Si69 có độ trương trong dầu là thấp nhất.
0 30 60 90 120 150 180 210 0 8 16 24 32 40 48 56
Thời gian (giờ)
Đ ộ t rư ơ n g ( % ) Blend-10FA-4S Blend-20FA-4S Blend-30FA-4S Blend-50FA-4S
Hình 3.37: Độ trương trong dầu diezen của blend CSTN/NBR/FA4S Với tro bay biến tính bằng Si69 4%, đã khảo sát khả năng bền dầu của vật liệu blend khi tăng hàm lượng tro bay từ 10-50 pkl. Kết quả nghiên cứu được thể hiện trên hình 3.37. Nhận thấy rằng, độ trương của vật liệu trong dầu diezen giảm dần khi hàm lượng tro bay tăng. Sau 48 giờ ngâm mẫu, độ trương của mẫu vật liệu chứa 50 pkl tro bay đạt giá trị thấp nhất.
Nhận xét 4:
Trong quá trình lưu hóa hệ blend CSTN/NBR chứa tro bay biến tính bề mặt bằng các hợp chất silan khác nhau cho thấy, khả năng trộn hợp của tro bay biến tính Si69 với blend CSTN/NBR kém hơn so với tro bay biến tính bằng A- 189 và AEAPT nhưng vật liệu lại có thời gian lưu hóa TC90 ngắn hơn, giá trị này là thấp nhất khi nồng độ dung dịch Si69 biến tính bề mặt tro bay là 4%.
Tính chất cơ học của vật liệu blend CSTN/NBR đạt giá trị cực đại (độ bền kéo đứt: 16,22 MPa) tại hàm lượng 20 pkl tro bay. Khi hàm lượng tro bay lớn hơn 20 pkl, tính chất cơ học của vật liệu lại giảm chậm. Tro bay làm tăng khả năng bền nhiệt của blend CSTN/NBR, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất tăng 6,45 °C.
Tro bay làm tăng độ bền môi trường của vật liệu đặc biệt là tro bay biến tính bằng Si69. Hệ số già hóa của blend CSTN/NBR chứa 20 pkl tro bay biến tính trong môi trường không khí và nước muối đạt khá cao (tương ứng là 0,92
và 0,91). Mặt khác, độ bền trong dầu diezen của vật liệu được cải thiện khi sử dụng tro bay làm chất độn gia cường.