Cao su phụ tùng - Bánh xe cao su nhựa

Các hạt silica với các nhóm silanol (-SiOH-) trên bề mặt có tính ưa nước và có khuynh hướng hấp phụ ẩm để đạt cân bằng với độ ẩm tương đối của môi trường xung quanh.

Nước hoặc hơi nước thỉnh thoảng được thêm vào các hạt silica mịn, khô để giảm tích tĩnh điện. Tuy nhiên, nước tự do hoạt động như một lớp cản làm giảm sự gắn kết của các nhóm silanol (-SiOH-) trên bề mặt silica với kẽm tan và các chất có khả năng tạo liên kết hydro khác. Đặc biệt, chức năng hoạt hóa kết mạng của kẽm giảm sút đáng kể, làm chậm vận tốc kết mạng. Ngoài ra, lớp nước tự do trên bề mặt cũng là nguyên nhân giảm liên kết của silica với vật liệu đàn hồi. Tác động này rõ ràng cản trở cho sự gia cường, và là nguyên nhân của tính kháng mài mòn và mô-đun thấp hơn mong đợi trong các hợp chất được gia cường silica.

Khi sử dụng silica khô (hàm lượng nước tự do trên bề mặt < 1%) làm chất độn, độ nhớt của hỗn hợp phối trộn tăng lên, do mất đi tính hóa dẻo khi không xuất hiện lớp nước bao quanh các hạt silica, gây nên lực trượt cao hơn trong quá trình cán trộn, làm giảm kích thước khối tụ silica. Hợp chất lưu hóa có tính kháng mài mòn, mô-đun đàn hồi cao hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng silica khô là rất khó khăn do hàm lượng nước tự do của silica luôn ở trạng thái cân bằng với độ ẩm tương đối xung quanh (giá trị cân bằng thay đổi từ 1% tới hơn 20%). Ngoài ra, sự tĩnh điện và bụi là đặc trưng của silica khô, là các vấn đề khó khăn trong tồn trữ, vận chuyển, gia công.

Vì vậy, các nhóm silanol trên bề mặt của silica thường được biến tính silane (mercaptosilane) để giảm tính ưa nước và sự hình thành lớp nước tự do. Theo kết quả nghiên cứu,  mô-đun đàn hồi và tính kháng mài mòn của cao su thiên nhiên được độn silica biến tính silane tốt hơn so với silica khô do lớp nước tự do được loại bỏ triệt để hơn và kích thước khối hạt silica nhỏ hơn.

Tham khảo từ tài liệu Compounding Precipitated Silica in Elastomers, Norman Hewitt, William Andrew, 2007, trang 7 – 11

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản phẩm cao su - Bánh xe cao su có lõi thép