Tác động của hỗn hợp cao su lên Tg

Một cách rất hứa hẹn để phát triển các loại cao su kháng nhiệt độ thấp là dùng hỗn hợp cao su. Trong đó, một loại cao su có Tg thấp và các loại cao su còn lại tạo thành những tính chất vật lý và hóa học yêu cầu cho sản phẩm cao su. Thông thường, các loại cao su này cũng đóng góp ngăn chặn sự kết tinh.

Nếu hai polymer tương thích, hỗn hợp của chúng sẽ có một Tg nằm giữa Tg hai thành phần ban đầu. Đối với vật liệu đàn hồi, những hệ này là hỗn hợp của cao su styrene-butadiene, cao su butadiene acrylonitrile ở các hàm lượng khác nhau của các nhóm styrene và acrylonitrile. Ví dụ, đối với cao su styrene-butadiene (SBR) là giữa SKS-30 và SKS-50, đối với cao su butadiene acrylonitrile (NBR) là giữa SKN-18, SKN-26 và SKN-40. Tương tự như copolymer, Tg của hỗn hợp các polymer tương tích thỏa mãn:

Tg = w₁Tg₁ + w₂Tg₂, trong đó w₁ và w₂ là hàm lượng của từng thành phần polymer

Tính tương thích cũng quan sát được cho hỗn hợp của SKN-40 với polyvinyl chloride.

Tuy nhiên, hầu hết vật liệu đàn hồi là không tương thích. Dấu hiệu đầu tiên là sự xuất hiện của hai nhiệt độ chuyển thủy tinh được xác định bằng bất kỳ phương pháp thử nghiệm nào. Ví dụ, sự xuất hiện của hai nhiệt độ chuyển thủy tinh cho hỗn hợp của 1,4-cis-polybutadiene (SKD) và 1,4-cis-polyisoprene (SKI-3). Hai vùng chuyển thủy tinh tương ứng với sự chuyển thủy tinh của các thành phần polymer ban đầu cũng được ghi nhận trong những nghiên cứu về hỗn hợp của NR và cao su butadiene acrylonitrile SKN-40, NR và fluororubber SKF-32, PVC và butadiene acrylonitrile rubber SKN-18. Một hỗn hợp của SKD với cao su styrene-butadiene với hàm lượng styrene thấp (SKMS-10) cũng đặc trưng bởi hai nhiệt độ chuyển thủy tinh; tuy nhiên, một sự tăng nhẹ của Tg cho pha SKD thể hiện sự tương thích một phần của cao su này với SKMS-10. Cao su butadiene và cao su styrene-butadiene cũng có tính tương thích hạn chế.

Tuy nhiên, cần chú ý rằng các nghiên cứu chuyển thủy tinh và sự thay đổi những tính chất trong vùng chuyển tiếp của các hợp chất cao su thực gồm các hỗn hợp cao su và cả hệ lưu hóa, chất hóa dẻo, các chất độn và các thành phần khác sẽ cung cấp dữ liệu chính xác hơn.

Tham khảo từ tài liệu Low-Temperature Behaviour of Elastomers, M.F. Bukhina, S.K. Kurlyand, CRC Press, 2007, trang 34 - 36

(vtp-vlab-caosuviet)