Để
tạo các sản phẩm cao su có tính chất tốt ở nhiệt độ thấp, quan trọng là phải sử
dụng cao su nền có nhiệt độ chuyển thủy tinh thấp (Tg). Dĩ nhiên các thành phần
phối trộn khác cũng ảnh hưởng đến Tg của hỗn hợp và tính năng ở nhiệt độ thấp của
nó, nhưng ảnh hưởng của cao su nền là quan trọng hơn. Một số loại cao su có Tg
thấp như cao su silicone (VMQ) (Tg = -120 oC), cis-1,4-polybutadiene
(Tg
= -112 oC).
Tuy
nhiên, cần chú ý tránh dùng các loại cao su có cấu trúc đều đặn, vì chúng có khả
năng kết tinh cao. Cao su silicone (VMQ) có cấu trúc đều đặn sẽ kết tinh ở nhiệt
độ khoảng -45 oC. Tuy nhiên, khi thêm nhóm phenyl (khoảng 5-7% mol)
thay thế cho nhóm methyl (tạo thành cao su silicone PVMQ), sự đều đặn mất đi, sự
kết tinh bị ức chế và mở rộng nhiệt độ ứng dụng tới -90 oC.
Để
cải thiện tính chất ở nhiệt độ thấp của sản phẩm cao su trong từng trường hợp cụ
thể, có những gợi ý sau. Đối với cao su thiên nhiên, xem xét trộn polybutadiene
với NR vì trong nhiều trường hợp, sự cải thiện tính chất ở nhiệt độ thấp tỷ lệ
trực tiếp với lượng BR được thêm vào hỗn hợp. Đối với cao su EPDM, dùng các loại
vô định hình (hàm lượng ethylene thấp) để cải thiện tính chất ở nhiệt độ thấp. Tương
tự, chọn các loại cao su NBR với mức ACN thấp hơn và các loại SBR với mức
styrene thấp hơn để cải thiện tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp. Đối với vật liệu
đàn hồi polyurethane, thông thường, lựa chọn polyurethane loại ether từ
prepolymer MDI sẽ tạo nên tính chất ở nhiệt độ thấp tốt hơn so với PU loại
ester.
Tham khảo từ tài liệu How to Improve Rubber Compounds:
1500 Experimental Ideas for Problem Solving, John S. Dick, Hanser Publications, 2004, trang 92 – 95
(vtp-vlab-caosuviet)
