Than đen là chất độn đầu tiên được sử dụng để gia cường cho cao su vào năm 1904. Hiện tại, than đen được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm cao su khác nhau, như lốp xe, ống cao su. Khi dùng chất độn than đen nano gia cường, tính chất cơ học của cao su tăng đáng kể.

Mặc dù than đen là chất gia cường hiệu quả cho cao su, nhưng việc sử dụng than đen ảnh hưởng tới môi trường do quá trình sản xuất than đen phụ thuộc vào nguồn dầu mỏ. Điều này thúc đẩy các nhà nghiên cứu phát triển loại chất độn gia cường khác như đất sét. Đất sét có tiềm năng lớn được sử dụng như chất độn cao su. Đất sét dạng montmorillonite, saponite và hectorite có thể được sử dụng để gia cường cho cao su và chất dẻo. Ngoài ra, đất sét có nhiều, không đắt và có nguồn gốc tự nhiên.

Vì đất sét là chất vô cơ, có bản chất ưa nước nên rất khó phân tán chúng trong cao su. Nhìn chung, đất sét – silicate dạng lớp – được biến tính bằng cách dùng các chất biến tính hữu cơ xen giữa các lớp. Đây là cách thông thường nhất để cải thiện ái lực của silicate dạng lớp vô cơ với polymer hữu cơ. Các chất biến tính thường được sử dụng là ammonium hoặc phosphonium hữu cơ bậc bốn, tiêu biểu là các chuỗi alkyl dài, ví dụ, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, octadecyl trimethyl ammonium chloride, dodecyl trimethyl ammonium bromide. Các chất kết hợp silane như 3-aminopropyl triethoxy silane cũng được sử dụng.

Tham khảo từ tài liệu Rubber Nanocomposites: Preparation, Properties and Applications, Sabu Thomas và Ranimol Stephen, Wiley, 2010, trang 23 – 25

(vtp-vlab-caosuviet)