Từ
những ngày đầu của công nghiệp cao su, các chất độn ở dạng hạt mịn như than
đen, silica hoặc calcium carbonate được thêm vào hỗn hợp cao su để cải thiện
tính chất vật lý và cơ học. Tuy nhiên, để đạt được những tính chất mong muốn phải
dùng những chất độn truyền thống ở mức cao (trên 40 phr). Điều này tác động bất
lợi lên khả năng gia công của hỗn hợp, tăng khối lượng sản phẩm và giới hạn những
ứng dụng. Trong vài năm qua, polymer nanocomposites sử dụng chất độn kích thước
nano đã thu hút sự quan tâm rộng rãi vì cho phép đạt được những tính chất yêu cầu
ở mức độn thấp. Các chất độn nano phổ biến là đất sét (silicate dạng lớp),
carbon nanotubes. Bài viết này giới thiệu về chất độn carbon nanotubes.
Trong
những năm gần đây, carbon nanotubes đã thu hút nhiều sự chú ý do tiềm năng ứng
dụng lớn của chúng. Carbon nanotubes là một dạng thù hình của carbon với cấu
trúc gồm các nguyên tử carbon liên kết cộng hóa trị được sắp xếp theo dạng hình
trụ dài, với đường kính hình trụ trong khoảng 1–50 nm và có sự khác biệt lớn về
chiều dài, tỷ lệ dài-rộng lớn (300–1000). Có hai loại carbon nanotubes cơ bản:
carbon nanotubes một lớp (SWCNT) và carbon nanotubes nhiều lớp (MWCNT). Cấu
trúc của SWCNT được đặc trưng bởi một lớp đơn nguyên tử của graphite tạo thành một
hình trụ liền. MWCNT gồm nhiều lớp graphite được sắp xếp trong các hình trụ đồng
tâm với khoảng cách giữa các lớp khoảng 0.34 nm.
Carbon
nanotubes được dùng làm sợi gia cường lý tưởng cho polymer composites tính năng
cao do tính uốn dẻo cao, các tính chất cơ học, điện, nhiệt tốt và khối lượng
riêng của carbon nanotubes rất thấp.
Tham khảo từ tài liệu
Rubber Nanocomposites: Preparation,
Properties and Applications, Sabu Thomas và
Ranimol Stephen, Wiley, 2010, trang 147 – 148
(vtp-vlab-caosuviet)
