Than
đen là chất độn đầu tiên được sử dụng để gia cường cho cao su vào năm 1904. Hiện
tại, than đen được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm cao su khác nhau, như
lốp xe, ống cao su. Khi dùng chất độn than đen nano gia cường, tính chất cơ học
của cao su tăng đáng kể.
Mặc
dù than đen là chất gia cường hiệu quả cho cao su, nhưng việc sử dụng than đen ảnh
hưởng tới môi trường do quá trình sản xuất than đen phụ thuộc vào nguồn dầu mỏ.
Điều này thúc đẩy các nhà nghiên cứu phát triển loại chất độn gia cường khác
như đất sét. Đất sét có tiềm năng lớn được sử dụng như chất độn cao su. Đất sét
dạng montmorillonite, saponite và hectorite có thể được sử dụng để gia cường
cho cao su và chất dẻo. Ngoài ra, đất sét có nhiều, không đắt và có nguồn gốc tự
nhiên.
Vì
đất sét là chất vô cơ, có bản chất ưa nước nên rất khó phân tán chúng trong cao
su. Nhìn chung, đất sét – silicate dạng lớp – được biến tính bằng cách dùng các
chất biến tính hữu cơ xen giữa các lớp. Đây là cách thông thường nhất để cải
thiện ái lực của silicate dạng lớp vô cơ với polymer hữu cơ. Các chất biến tính
thường được sử dụng là ammonium hoặc phosphonium hữu cơ bậc bốn, tiêu biểu là
các chuỗi alkyl dài, ví dụ, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, octadecyl
trimethyl ammonium chloride, dodecyl trimethyl ammonium bromide. Các chất kết hợp
silane như 3-aminopropyl triethoxy silane cũng được sử dụng.
Tham khảo từ tài liệu
Rubber Nanocomposites: Preparation,
Properties and Applications, Sabu Thomas và
Ranimol Stephen, Wiley, 2010, trang 23 – 25
(vtp-vlab-caosuviet)
