Trong
những năm gần đây, nhiều nghiên cứu tập trung vào vật liệu polymer
nanocomposites. Loại vật liệu này được cho là sẽ thay thế polymer độn truyền thống
trong tương lai do tính chất cơ học tốt hơn. So với các hệ độn truyền thống, chất
độn gia cường trong nanocomposites phải có ít nhất một kích thước trong dãy từ 1–100
nm.
Những
ưu điểm chính khi sử dụng vật liệu nanocomposites được tóm tắt như sau. So với các
loại cao su độn truyền thống, sự gia cường cao su bằng chất độn kích thước nano
trong vật liệu nanocomposites có hiệu quả cao hơn vì chỉ sử dụng một phần nhỏ
chất độn đã cải thiện đáng kể tính chất của cao su. Điều này dẫn tới composites
có khối lượng nhẹ, chi phí thấp và gia công dễ dàng hơn. Sử dụng chất độn có
kích thước rất nhỏ cũng làm tăng đáng kể diện tích bề mặt của chúng, tạo nên sự
kết dính tốt hơn giữa cao su và chất độn, giảm sự hình thành và phát triển vết
nứt ở bề mặt phân cách, giúp cải thiện độ bền và độ dai của sản phẩm cao su.
Mặc
dù sự gia cường nano làm tăng tính năng chung của vật liệu, nhưng vẫn có những hạn
chế khi sử dụng vật liệu nanocomposites. Sự phân tán đồng đều các hạt độn trong
cao su là rất quan trọng để vật liệu nanocomposite đạt được tính năng cao. Tuy
nhiên, các hạt độn nano các khuynh hướng kết tụ khi tồn trữ, sản xuất. Điều này
gây giảm sút mạnh tính chất chung của vật liệu nanocomposite. Ngoài ra, việc sản
xuất, sử dụng và thải bỏ chất độn nano có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người
và môi trường. Các hạt độn nano phá hủy sự bảo vệ tự nhiên của cơ thể, tạo
thành các chất gây dị ứng, đặc biệt là các công nhân phải chịu nguy hiểm khi tiếp
xúc với nồng độ cao của các hạt nano. Một nghiên cứu cho thấy, các hạt nano
trong không khí ô nhiễm ảnh hưởng đến phổi gấp 50 lần so với các hạt mịn thông
thường.
Tham khảo từ tài liệu
Rubber Nanocomposites: Preparation,
Properties and Applications, Sabu Thomas và
Ranimol Stephen, Wiley, 2010, trang 22 – 23
(vtp-vlab-caosuviet)
