Ảnh trừu tượng - Tấm cao su thiên nhiên |
Sản xuất thương mại các loại
silica kết tủa đầu tiên diễn ra trong năm 1948. Ở thời điểm này, cao su thiên
nhiên vừa mới mất đi vị trí là vật liệu đàn hồi chính trong sử dụng thương mại.
Trên một vài phương diện, đây là hoàn cảnh thuận lợi cho việc nghiên cứu, sử
dụng silica trong cao su thiên nhiên.
So với than đen, sử dụng silica trong cao su thiên nhiên làm giảm
tính kháng mài mòn một ít nhưng độ bền xé cao, chịu nhiệt và kết dính với vải
sợi, kim loại là tốt hơn. Khi sử dụng hệ kết mạng hiệu quả và xử lý bề mặt silica tốt, sẽ làm giảm sự hình
thành các liên kết mạng polysulfide, dẫn đến giá trị biến dạng dư sau khi nén
giảm, bằng với khi sử dụng than đen. Ngoài ra, từ đường cong ứng suất – biến
dạng, mô-đun của hỗn hợp dùng silica ở độ giãn dài 300% thấp hơn. Điều này là do
tính kết dính silica-polymer thấp, do bề mặt ưa nước của silica. Giải pháp cho
vấn đề này, cũng như sự giảm sút tính kháng mài mòn, là biến tính bề mặt silica
bằng silane hoặc dùng các hệ kết mạng không kẽm.
Cần chú ý thêm, ở hàm lượng
chất độn thấp (khoảng 40 phr), độ nhớt Mooney của hỗn hợp cao su dùng silica và
than đen khác biệt ít. Tuy nhiên, ở hàm lượng chất độn cao hơn, độ nhớt hỗn hợp
silica sẽ tăng nhiều và có khuynh hướng tăng sự sinh nhiệt và biến dạng dư nên
yêu cầu sự hóa dẻo thêm nữa.
Tham khảo từ tài liệu Compounding Precipitated Silica in
Elastomers, Norman
Hewitt, William Andrew, 2007, trang 25 –
27