Thứ Bảy, 18 tháng 5, 2013

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của hỗn hợp các vật liệu đàn hồi (phần 1)


Ngoài việc phối trộn thông thường vật liệu đàn hồi với các thành phần khác như chất độn, hệ kết mạng, chất phụ gia với lượng thích hợp. Các yếu tố khác phải được xem xét đến trong hỗn hợp các vật liệu đàn hồi như tỷ lệ polymer, quá trình gia công, … vì hầu như luôn có nhiều pha polymer xuất hiện trong hỗn hợp.
Tỷ lệ polymer, hay lượng tương đối của mỗi vật liệu đàn hồi, thường được quyết định bởi tính chất của sản phẩm mong muốn. Tỷ lệ polymer có ảnh hưởng đến cấu trúc của các pha đàn hồi. Cấu trúc pha đơn giản nhất khi một pha đàn hồi được phân tán trong một pha khác, hoặc cả hai pha là liên tục.
Kiểm soát kích thước pha cũng quan trọng. Rõ ràng điều kiện gia công hỗn hợp có ảnh hưởng chính đến kích thước pha. Nhìn chung, lực trượt khi cán trộn càng cao thì kích thước pha càng nhỏ. Thời gian cán trộn thường được giới hạn để đạt được mức cán trộn tối ưu trước khi kích thước pha tăng trở lại cũng như phải xem xét đến tính kinh tế và nhiệt độ mẻ trộn không quá cao.
Sức căng bề mặt của pha cao su cũng ảnh hưởng đến kích thước pha. Dưới một chế độ trượt nhất định, sức căng bề mặt càng thấp, kích thước pha càng nhỏ. Các loại cao su không phân cực như cao su thiên nhiên (cis-l,4-polyisoprene); cis-1,4-polybutadiene (BR) và polybutadiene-co-styrene (SBR) có thông số hòa tan tương tự nhau nên sức căng bề mặt thấp, không gặp nhiều khó khăn khi trộn chúng tạo thành hỗn hợp. Khi có sự khác biệt lớn trong thông số hòa tan của 2 vật liệu đàn hồi, sức căng bề mặt cao và kích thước pha sẽ lớn. Tiêu biểu là hỗn hợp của cao su thiên nhiên và cao su nitrile (NBR). Sức căng bề mặt cũng tác động đến tính dính và liên kết mạng ở bề mặt giữa hai pha vật liệu đàn hồi. Sức căng bề mặt cao làm cho sự trộn lẫn hai pha ở bề mặt phân pha rất ít, liên kết mạng giữa hai pha giảm xuống.
Tham khảo từ tài liệu Blends of Natural Rubber: Novel Techniques for Blending with Specialty Polymers, Andrew J. Tinker và Kevin P. Jones, Springer, 1998, trang 2 – 4
(vtp-vlab-caosuviet)