Luận văn Nghiên cứu và so sánh ảnh hưởng của chất độn muội than và cacbon nanotubes lên tính chất và cấu trúc các vật liệu polyme tổ hợp trên cơ sở cao su thiên nhiên NR và cao su tổng hợp SBR, PP

Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cô chú cán bộ Viện Kỹ thuật nhiệt đới, các thầy cô, cán bộ trung tâm vật liệu Polyme, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án. Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn Ths. Nguyễn Thị Thái, TS Võ Thành Phong, PGS.TS Nguyễn Quang đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành luận văn này. Nhân dịp này, em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các anh chị trong Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme –Trường Đại học Bách khoa cùng toàn thể bạn bè trong lớp Polyme K47 đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong quá trình nghiên cứu đề tài này. Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2007 Sinh viên thực hiện Phạm Như Quỳnh Các ký hiệu viết tắt sử dụng trong luận văn CSTN : Cao su thiên nhiên. SBR : Cao su Butadienstyren. PP : Polypropylen. PE : Polyetylen. PS : Polystyren. PVC : Polyvinylclorua. SWNTs : Cacbonnanotubes đơn tường (Single-walled cacbonnanotubes – SWNTs) . MWNTs : Cacbon nanotubes đa tường (multiwalled nanotubes). TMTD : Tetrametylthiuramdisunfit. Xúc tiến M : Mercaptobenzothiazol. Mục lục MỞ ĐẦU Vấn đề gia cường với cacbon kích thước nano ngày nay đang được quan tâm chú ý đến trong lĩnh vực công nghệ vật liệu, đặc biệt là vật liệu polyme gia cường bằng các chất cacbon có kích thước nano do chúng có hiệu ứng gia cường rất lớn đối với vật liệu polyme. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về sự ứng dụng muội than và cacbon nanotube để gia cường cho vật liệu polyme nhằm tạo ra một số tính chất và khả năng ứng dụng đặc biệt trong những điều kiện nhất định. Một số nhà khoa học đã sử dụng muội than làm gia cường cho vật liệu trên cơ sở cao su thiên nhiên. Chakrit Sirisinha, Nootjaree Prayoonchatphan (2000) đã nghiên cứu sự phân tán của Muội than trong tổ hợp BR/NBR. A.N.Gent, J.A.Hartwell (2003) đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độn muội than lên sự hình thành liên kết. Peotschke, P.Bhattacharyya, A.R.Janke (2003) đã nghiên cứu ảnh hưởng của cacbon nanotubes lên tính chất của hỗn hợp nóng chảy Polycacbonate với cacbon nanotubes. Các nhà khoa học như Peotschke, P.; Bhattacharyya, A.R.; Janke, A. Goering, H.; melt (2003) đã sử dụng Cacbon nanotubes gia cường trong vật liệu compozit. Các nhà khoa học A. Fakhru’l-Razi, M.A.Atich, N.Girun. T.G.Chuah, M.El-Sadig, D.R.A. Biak,(2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của cacbon nanotubes đa tường lên tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên. Từ những năm 1980 đến nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về biến tính vật liệu polyme trên cơ sở sử dụng hỗn hợp của hai hay nhiều polyme thành phần, thường là sự kết hợp giữa một polyme tinh thể (nhựa nhiệt dẻo) và một polyme vô định hình (cao su thiên nhiên hay cao su tổng hợp), qua đó tạo ra những vật liệu polyme mới có các tính chất cơ lý ưu việt, đáp ứng phù hợp những yêu cầu ứng dụng trong thực tế. Tính chất của các vật liệu polyme tổ hợp này phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của các polyme thành phần và khả năng, mức độ tương tác trên bề mặt phân chia giữa các pha polyme cũng như ảnh hưởng của các chất độn và chất gia cường. Ở Việt Nam, mặc dù hiện nay đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng muội than để làm chất độn gia cường cho vật liệu cao su nhưng vẫn chưa tiến hành nghiên cứu chế tạo các vật liệu polyme tổ hợp gia cường bằng cacbon nanotubes. Chính vì thế nhiệm vụ chính của đề tài này là: “Nghiên cứu và so sánh ảnh hưởng của chất độn muội than và cacbon nanotubes lên tính chất và cấu trúc các vật liệu polyme tổ hợp trên cơ sở cao su thiên nhiên NR và cao su tổng hợp SBR, PP”. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN I. Muội than Muội than và bồ hóng được tạo thành do quá trình cháy không hoàn toàn của các hợp chất có giàu cacbon. Muội than là một dạng hình thành của nguyên tố cacbon với các phần tử rất nhỏ có độ phân tán cao. Muội than ngoài được sử dụng làm bột màu từ đầu thế kỷ 20, nó cũng được sử dụng như một chất độn gia cường trong cao su là sự khởi đầu cho một ứng dụng mới phát triển rất nhanh chóng. Hiện nay, có ít nhất 35 loại muội than khác nhau được sử dụng làm chất độn cho cao su và khoảng 80 loại được sử dụng làm bột màu và các ứng dụng khác. Tổng sản phẩm muội than năm 1994 là 6.106tấn và khoảng 90% trong số đó được sử dụng trong công nghiệp cao su [19, 23]. I.1. Tính chất vật lý - Hình thái học. Biểu đồ electron cho thấy các phần tử cơ bản của muội than hầu hết là hình cầu, các phần tử cacbon đầu tiên này kết hợp lại tạo thành cấu trúc dạng chuỗi hoặc dạng bó, các tập hợp này có khuynh hướng kết hợp lại với nhau. Đường kính của các phần tử sơ khai trong khoảng 5 đến 500nm. Các mẫu nhiễu xạ được chế tạo bằng phương pháp tương phản pha trong kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao cho thấy các phần tử sơ khai hình cầu không phải là vô định hình (hình 1). Chúng gồm có các hạt nhân gần giống nhau sắp xếp thành vòng bởi các lớp cacbon sắp xếp đồng tâm với nhau. Mức độ sắp xếp tăng từ trung tâm đến mép ngoài của mỗi phần tử muội than [23]. Hình 1. Đồ thị hiển vi điện tử tương phản pha của một tập hợp muội than Đối với hầu hết muội than, các vùng tinh thể đạt khoảng 1,5–2,0 nm và cao khoảng 1,2–1,5 nm, tương ứng với 4–5 lớp cacbon. Phần kết tinh hoặc cacbon có thứ tự trong muội than thay đổi theo thuyết năng lượng oxy hóa và nằm trong khoảng 60 đến 90% [23]. - Bề mặt riêng. Bề mặt riêng của muội than công nghiệp biến đổi rộng. Trong khi đó muội than nhiệt thô có bề mặt riêng lớn khoảng 1000m2/g. Bề mặt riêng của muội than sử dụng làm các chất độn tăng cường lực cho tấm lốp ô tô nằm trong khoảng 80 đến 150m2/g. Nói chung, muội than có bề mặt riêng >150m2/g là xốp với đường kính lỗ nhỏ hơn 1,0 nm [23]. - Tính chất hấp thụ. Tương ứng với các vùng bề mặt riêng lớn của chúng, muội than có một khả năng hấp thụ đặc biệt với nước, dung môi, chất kết dính và polyme phụ thuộc vào hoạt động hóa học bề mặt của chúng. Khả năng hấp thụ tăng với sự tăng của bề mặt riêng và tính chất xốp.. Muội than có bề mặt riêng lớn có thể hấp thụ tới 20% khối lượng nước khi phơi ra không khí ẩm [23]. - Tỷ trọng. Tỷ trọng theo phương pháp chuyển dịch Heli vào khoảng 1,8 đến 2,1 g/cm3 đối với các loại muội than khác nhau. Giá trị khối lượng riêng 1,86 g/cm3 thường được sử dụng cho phép tính toán bề mặt với kính hiển vi điện tử. Khi graphit hóa tỷ trọng có thể tăng tới 2,18g/cm3 [23]. - Tính dẫn điện. Tính dẫn điện của muội than kém hơn của graphit và phụ thuộc vào phương pháp gia công sản phẩm cũng như phụ thuộc vào bề mặt riêng và cấu trúc. Muội than có khả năng dẫn điện và tính hấp thụ cao trong dung dịch điện phân nên được sử dụng trong các pin khô [23]. - Tính hấp thụ ánh sáng. Muội than được sử dụng rộng rãi như một loại bột màu đen do nó có thể hấp thụ ánh sáng trông thấy. Tỷ lệ hấp thụ có thể lên tới 99,8%. Màu đen có thể có ánh hơi xanh hoặc nâu phụ thuộc vào sự lan tỏa của ánh sáng, bước sóng, kiểu muội than và hệ thống trong đó muội than hợp thành. Tia hồng ngoại và tia cực tím cũng bị hấp thụ. Vì vậy một vài loại muội than được sử dụng làm chất ổn định tia cực tím cho chất dẻo [23]. I.2. Tính chất hoá học - Thành phần hóa học và hoạt động bề mặt. Thành phần hóa học của muội than theo phép phân tích nguyên tố như sau: cacbon. 80.0 – 99.5 wt % hydro. 0.3 –   1.3 wt % oxy. 0.5 – 15.0 wt % nito.    0.1 –   0.7 wt % lưu huỳnh. 0.1 –   0.7 wt % Phụ thuộc vào phương pháp gia công, nguyên liệu và phương pháp xử lý hóa học sau đó. Bề mặt của muội than bao gồm một số lượng các hợp chất vòng nhiều nhân. Những chất này được hấp thụ mạnh và chỉ có thể tách riêng nhờ quá trình chiết liên tục bằng dung dịch như toluen sôi. Nguyên tử hydro trong muội than được liên kết với nhau như trong các nhóm CH tại cạnh của các lớp cacbon. Nitơ hợp nhất trong hệ thống các lớp hợp chất thơm như một nguyên tử khác loại [23]. Nguyên tử oxy chứa trong muội than có ý nghĩa quan trọng trong các ứng dụng của chúng. Oxy được liên kết trên bề mặt trong quá trình tạo thành các nhóm chức axit và bazơ. Số lượng oxy bề mặt và thành phần cấu tạo của nó phụ thuộc vào quá trình chế tabon black lack ______________________________________________________________________________________________________________tạo và quá trình xử lý nhiệt cuối cùng. - Tính chất oxy hoá. Muội than công nghiệp không thể tự nóng chảy khi bảo quản trong không khí ở nhiệt độ 140oC theo quy tắc IMCO. Khi nóng chảy trong không khí, muội than nóng lên rất chậm [23]. II. Cacbon nanotubes. II.1 Thành phần và cấu tạo của cacbon nanotubes Trong năm 1985, báo cáo đầu tiên của Kroto về sự tồn tại của hợp chất vòng fulleren kích thước lớn C60 được công bố (hình 2) đã xác nhận học thuyết về các bó cacbon trên 36 năm qua. Từ đó, các phân tử này đã thu hút được sự chú ý của nhiều ngành khoa học lý thuyết và thực nghiệm [15]. Hình 2. Cấu trúc của fulleren Cacbon nanotubes (CNTs) là cấu trúc dạng chuỗi các phân tử nhỏ bé của fulleren được tìm thấy bởi Iijima vào năm 1991. Trong đó các phân tử cacbon sắp xếp với nhau dạng hình sáu cạnh trong các ống có kích thước rất nhỏ. Chúng có thể có đường kính các vòng từ vài Ao đến trên 10nm và có chiều dài cỡ vài cm. Có thể coi CNTs có dạng hình trụ một trục rỗng của các lớp graphit và kết thúc hình trụ thường được bọc bởi các lớp cấu trúc fulleren [23]. Có hai loại CNTs: cacbon nanotubes đơn tường (single-walled cacbonnanotubes – SWNTs) cấu tạo bởi 1 lớp graphane và cacbon nanotubes đa tường (multiwalled nanotubes) (MWNTs) tạo thành từ nhiều lớp graphane được bọc xung quanh lõi SWNTs [15]. Hình 3. Nanotube đơn tường được bịt bởi mũ chụp hemi-[60]fullerene Sự phát triển của CNTs bắt đầu từ sớm sau khi xuất hiện sản phẩm C60 kích thước lớn và CNTs được tìm thấy trong muội bồ hóng bằng phương pháp plasma [23]. II.2. Tính chất của cacbon nanotubes Tính chất cơ học và tính chất điện của CNTs chỉ phụ thuộc vào cấu trúc hình học và cấu trúc không gian của nó. CNTs có modun rất cao và có thể là vật liệu nhẹ nhất và bền nhất so với các vật liệu trước đây [30]. - Tính chất cơ học Cho đến hiện nay, người ta cho rằng các tính chất cơ học của cacbon nanotubes được thể hiện ra là do sự tương đồng với graphit. Graphit có mođun khoảng 1.06 Tpa và người ta cho rằng nanotubes cũng có độ cứng tương tự. Độ bền kéo của graphit khá cao khoảng 130GPa do tính chất của liên kết C-C và sợi graphit có độ bền uốn khoảng 20 GPa. Vì thế cacbon nanotubes cũng sẽ có độ bền và độ cứng cao [13]. CNTs có tính chất cơ học rất đặc biệt: modun Young lớn hơn 1 Tera Pascal tương đương với kim cương và độ bền kéo dãn khoảng 200 GPa. Modun Young rất cao lớn hơn 1TPa, phụ thuộc vào đường kính và kiểu nanotube [13]. Modun Young của cacbon nanotubes lớn hơn nhiều so với nhôm (70 GPa) và sợi cacbon (700GPa). CNTs là vật liệu có độ bền và tính dễ uốn cao nhất do liên kết cộng hóa trị C-C và cấu trúc hình 6 cạnh không ghép nối. Tỷ lệ độ bền/ khối lượng của CNTs lớn hơn của nhôm cũng như của thép và Titan 500 lần. Khả năng biến dạng của CNTs cũng lớn hơn các vật liệu khác 10% [30]. -Tính chất nhiệt: Do nanotubes có khả năng dẫn photon rất tốt nên người ta cho rằng cacbon nanotubes có thể có tính dẫn nhiệt tốt [13]. Độ dẫn nhiệt của CNTs khoảng 3000 W/mK theo hướng trục với sự thay đổi đường kính rất nhỏ [30]. - Tính chất điện: Cacbon nanotubes là vật liệu cacbon dạng ống có đường kính rất nhỏ cỡ 1nm chiều dài từ vài nm đến vài micron. Một tấm graphene có thể cuộn lại theo nhiều cách khác nhau để tạo thành một ống cacbon nanotube đơn tường. Quá trình cuộn làm mất tính đối xứng của hệ thống phẳng và tạo ra một phương riêng với cấu trúc là các lưới lục giác, phương theo trục. Tuỳ thuộc vào mối quan hệ giữa phương theo trục và các vectơ đơn vị mô tả các lưới lục giác mà ống có thể là kim loại, bán kim loại hoặc chất bán dẫn. Nanotube bán dẫn có giá trị khoảng trống nhỏ nghịch đảo với đường kính, có thể nhận giá trị từ 1,8 eV với các ống có đường kính rất nhỏ tới 0,18eV với các SWNT có độ bền lớn. Cacbon nanotubes sơ khai có khả năng dẫn điện rất tốt. Tuy nhiên, đối với SWNT do có tính dẻo rất lớn và năng lượng bề mặt cao nên SWNT có khuynh hướng mở rộng bên trong các bó lớn. Các bó này có chứa số lượng lớn SWNT kim loại và bán dẫn trong cùng một hỗn hợp bất kỳ. Tính chất của các bó kém hơn tính chất của các SWNT sơ khai [11,13,14]. III. Cao su thiên nhiên (CSTN) III.1. Thành phần và cấu tạo phân tử của CSTN Thành phần của cao su thiên nhiên (CSTN) bao gồm nhiều nhóm các chất hóa học khác nhau: hydrocacbon (phần chủ yếu), độ ẩm, các chất trích ly bằng axeton, các chất chứa nitơ mà thành phần chủ yếu là protein và các chất khoáng. Hàm lượng các chất này có thể dao động tương đối lớn và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: phương pháp sản xuất, tuổi của cây, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu nơi cây sinh trưởng, phát triển và mùa khai thác mủ cao su [1,7]. Tính chất cơ lý, tính năng kỹ thuật của CSTN được xác định bằng mạch cacbua hydro tạo thành từ các mắt xích izopenten. CSTN là polyizopren mà mạch đại phân tử của nó được hình thành từ các mắt xích izopeten cis đồng phân liên kết với nhau ở vị trí 1, 4. Tính chất đặc biệt của CSTN là tính đàn hồi cao, nên người ta đã dựa vào yếu tố này để đưa ra cấu trúc của phân tử cao su. Hiện nay, nhờ áp dụng các thuyết tĩnh học, nên sau khi nghiên cứu qua thực nghiệm người ta đưa ra cấu trúc chu kỳ đều đặn của cao su [7] Ngoài các mắt xích izopenten 1, 4 cis đồng phân trong CSTN còn có khoảng 2% các mắt xích izopenten tham gia vào hình thành mạch đại phân tử ở vị trí 3, 4. Khối lượng trung bình của CSTN là 1,3.106. Mức độ dao động khối lượng phân tử rất nhỏ (từ 105 đến 2.106) [1]. Trong CSTN, ngoài mạch cacbuahydro có cấu tạo tử các mắt xích izopenten còn có các hợp chất phi cao su khác: các chất trích ly bằng axeton, các chất chứa nitơ mà thành phần chủ yếu là protein và các chất khoáng, các chất tan trong nước. Hàm lượng của các chất phi cao su phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Một trong số các yếu tố là phương pháp sản xuất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của sản phẩm. Các thông số đó được thể hiện ở bảng dưới đây [7]. Bảng1. Thành phần hóa học của CSTN sản xuất bằng các phương pháp khác nhau STT Thành phần Loại cao su Hong khói (%) Crepe trắng (%) Bay hơi (%) 1 Hydrocacbon 93 – 95 93 – 95 85 – 90 2 Chất trích ly bằng axeton 1,5 – 3,5 2,2 – 3,45 3,6 – 5,2 3 Chất chứa nitơ 2,2 – 3,5 2,4 – 3,8 4,2 – 4,8 4 Chất tan trong nước 0,3 – 0,85 0,2 – 0,4 5,5 – 5,72 5 Chất khoáng 0,15 – 0,85 0,16 – 0,85 1,5 – 1,8 6 Độ ẩm 0,2 – 0,9 0,2 – 0,9 1,0 – 2,5 - Hydrocacbon: CSTN có thành phần chủ yếu là hydrocacbon (chiếm khoảng 90%-95%) với công thức (C5H8)n đây là một hydrocacbon chua no, như vậy CSTN là một đại phân tử lên kết với nhau bằng nhiều mắt xích C5H8 và có tính chất đàn hồi. Bouchatdat quan sát cao su nóng chảy nhanh ở 300 - 3500C trong điều kiện chân không gây ra đứt đoạn phân tử, trong các chất sinh ra từ chưng cất này ông đã cô lập các chất chủ yếu isopren và dipenten [1,8]. - Các chất trích ly bằng axeton: Người ta đã xác định được thành phần hóa học các chất trích ly bằng axeton, nó gồm hai phần: phần đồng nhất và phần không đồng nhất, thành phần đó được thể hiện ở bảng 2 [1]. Bảng 2. Thành phần các chất trích ly bằng axeton Phần đồng nhất(%) trong đó: 1,89 - Sterol 0,225 - Este của Sterol 0,075 - Glucozit của Sterol 0,175 - d-valin 0,015 - Axit oleic và linoleic 1,25 - Axit stearic 0,15 - Phần không đồng nhất (%) 0,82 - Tổng cộng (%) 2,71 Phần quan trọng nhất là phần đồng nhất bao gồm chủ yếu là lipit được tạo bởi axit và các este của axit béo [8]. Các axit béo có ảnh hưởng rõ ràng tới sự lưu hóa của hỗn hợp cao su có chứa hỗn hợp chất xúc tiến lưu hóa, các chất này được coi như là chất trợ xúc tiến lưu hóa. Các sterol, glucozit của sterol chứa các chất chống lại phản ứng oxy hóa mạch hydrocacbon và giữ vai trò làm chất phòng lão hóa học tự nhiên cho cao su [7,28]. - Chất chứa nitơ: Các chất chứa nitơ trong CSTN gồm protein và các sản phẩm phân hủy protein (chủ yếu là axit amin), thành phần hóa học của protein được xác định bằng phương pháp Keldal thường có thành phần: 50 - 55 % C, 6,5 - 7,3% H, 21- 24% O, 15 - 18% N và 0,1 - 2,4% S. [7]. Các protein trong cao su làm tăng vận tốc quá trình lưu hóa đồng thời bảo vệ cao su dưới tác dụng của quá trình oxy hóa, nhưng nó làm giảm tính năng kỹ thuật các sản phẩm cao su vì tăng khả năng hút ẩm và giảm tính cách điện của vật liệu [1]. - Chất khoáng: Thành phần tro trong quá trình thiêu kết cao su gồm các hợp chất của kim loại kiềm, kiềm thổ: muối natri, kali, magie, các oxit kim loại kiềm, kiềm thổ và các hợp chất của các kim loại có giá trị thay đổi như Fe, Mn, Cu... hàm lượng các chất này phụ thuộc vào phương pháp sản xuất. Trong cùng một phương pháp sản xuất, hàm lượng của chất khoáng phụ thuộc vào tuổi của cây, khí hậu, điều kiện thổ nhưỡng, mùa thu hoạch [7]. - Độ ẩm: Hàm lượng nước ở cao su rất khác nhau, nó tùy thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của khí quyển và thành phần hỗn hợp cao su. Độ ẩm quan hệ mật thiết với hàm lượng protit, phụ thuộc vào phương pháp sản xuất cao su, độ ẩm trong cao su cao có thể làm tăng sự phát triển của vi khuẩn. Mặt khác, hàm lượng nước có thể ảnh hưởng một phần nào đó tới tính chất cơ lý của cao su, khi đó tính năng cao su giảm [1]. III.2. Tính chất vật lý của CSTN CSTN ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể. Vận tốc kết tinh lớn nhất được xác định ở nhiệt độ - 25oC. CSTN kết tinh có biểu hiện rõ ràng lên bề mặt: Độ cứng tăng, bề mặt vật liệu mờ. CSTN tinh thể nóng chảy ở nhiệt độ 40oC. Quá trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của CSTN xảy ra cùng với hiện tượng hấp thụ nhiệt (17KJ/kg) [1]. Trong khoảng nhiệt độ từ 20oC đến 30oC cao su sống dạng crepe kết tinh ở đại lượng biến dạng dãn dài 70%, hỗn hợp cao su đã lưu hóa kết tinh ở đại lượng biến dạng dãn dài 200%. Các tính chất vật lý đặc trưng của CSTN được đưa ra ở bảng 3 [1]. Bảng 3. Tính chất vật lý của CSTN Các thông số Giá trị Đơn vị Khối lượng riêng 913 Kg/m3 Nhiệt độ hóa thủy tinh -70 0C Hệ số giãn nở thể tích 656.104 dm3/0C Nhiệt dẫn riêng 0,14 W/m.0K Nhiệt dung riêng 1,88 KJ/Kg.0K Nửa chu kỳ kết tinh ở 25oC 2 - 4 Giờ Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 2,4 - 2,7 1000 hec/s Tang của góc tổn thất điện môi 1,6.10-3 CSTN tan tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng, CCl4, CS2. Chúng kết tủa trong rượu và axeton [7]. III.3. Tính chất cơ lý và tính chất công nghệ của CSTN CSTN có khả năng lưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các loại xúc tiến lưu hóa thông dụng. Tính chất cơ lý của CSTN được xác định theo tính chất cơ lý của hợp phần cao su tiêu chuẩn được thể hiện trong bảng 4 [1]. Bảng 4. Thành phần tiêu chuẩn để xác định các tính chất cơ lý của CSTN STT Thành phần Hàm lượng (f k.l) 1 Cao su thiên nhiên 100,0 2 Lưu huỳnh 3,0 3 Mercaprobenzothiazol 0,7 4 ZnO 5,0 5 Axit Steoric 0,5 Hỗn hợp cao su lưu hóa ở nhiệt độ 143 ± 5oC trong thời gian lưu hóa tối ưu là 20-30 phút. Các tính chất cơ lý phải đạt: Độ bền kéo đứt: [MPa] 23 Độ dãn dài tương đối: [%] 700 Dãn dài dư: [%] 12 Độ cứng tương đối: [Shore] 65 Hợp phần CSTN với các chất độn hoạt tính có đàn tính cao, chịu lạnh tốt, chịu tác dụng của lực động học tốt. CSTN là cao su dân dụng, từ đó có thể sản xuất các mặt hàng dân dụng như săm lốp ôtô, xe máy, xe đạp và các sản phẩm công nghiệp như băng truyền, băng tải, dây cu-roa làm việc trong môi trường không có dầu mỡ [1]. CSTN không độc nên từ đó có thể sản xuất các sản phẩm dùng trong y học và trong công nghiệp thực phẩm [1,7]. CSTN có khả năng phối trộn tốt với các loại chất độn trên máy luyện kín hoặc luyện hở. Hợp phần trên cơ sở CSTN có độ bền kết dính nội cao, khả năng cán tráng, ép phun tốt, mức độ co ngót kích thước sản phẩm nhỏ. CSTN có thể trộn hợp với các loại cao su không phân cực khác (cao su polyizopren, cao su butadien, cao su butyl) với bất kỳ tỷ lệ nào [1] IV. Cao su butadien styren (SBR) IV.1. Thành phần và cấu tạo của phân tử SBR Cao su butadien-styren là sản phẩm đồng trùng