Sự lưu hóa gây nên những
thay đổi đáng kể ở cấp độ phân tử polymer. Phân tử cao su dài (khối lượng phân
tử thường từ 100,000 tới 500,000 dalton) được nối với nhau bằng các liên kết mạng
dọc theo chuỗi polymer, với khối lượng phân tử trung bình giữa các liên kết mạng
từ 4000 tới 10,000 dalton. Vì sự hình thành liên kết mạng, cao su không tan
trong bất kỳ dung môi nào, không thể gia công bằng các phương pháp yêu cầu cao
su phải chảy như trộn, ép đùn, cán, cán tráng.
Sự hình thành liên kết
mạng làm giảm đáng kể sự trễ. Sự trễ là thước đo của năng lượng biến dạng không
được trữ trong vật liệu đàn hồi mà nó được chuyển thành nhiệt. Độ bền xé, độ bền
mỏi và độ dai cũng liên quan tới mật độ liên kết mạng. Những tính chất này tăng
theo lượng liên kết mạng khi mật độ liên kết mạng ít, nhưng giá trị của chúng giảm
khi liên kết mạng được hình thành nhiều hơn.
Trong quá trình lưu
hóa, còn xảy ra sự chuyển hóa ngược (reversion). Trong đó, cấu trúc mạng lưới bị
giảm bởi sự lão hóa nhiệt, là kết quả của quá trình lưu hóa quá dài ở nhiệt độ
cao của những sản phẩm có mặt cắt ngang dày. Sự chuyển hóa ngược xảy ra nhiều
nhất trong cao su lưu hóa bằng lưu huỳnh, chứa một lượng lớn liên kết mạng
polysulfide. Hiện tượng này làm giảm tính chất cơ lý của sản phẩm.
Tham khảo từ tài liệu
The Science and Technology of Rubber, 4th
Edition, James E. Mark, Burak Erman và C. Michael Roland, Academic Press, 2013,
trang 339 – 340
(vtp-vlab-caosuviet)
