Tổng quan về hệ kết mạng peroxide

Vietrubber - Ống cao su silicone chịu nhiệt

Kết mạng cao su với peroxide được biết đến từ năm 1915 khi Ostromyslenski phát hiện rằng cao su thiên nhiên có thể kết mạng với dibenzoyl peroxide. Tuy nhiên, ít có sự quan tâm đến quá trình kết mạng peroxide cho tới khi copolymer ethylene-propylene xuất hiện vào những năm đầu 1970. Việc sử dụng peroxide để kết mạng vật liệu đàn hồi bị hạn chế do chúng phân hủy nhanh ở nhiệt độ kết mạng mặc dù chúng ổn định trong tồn trữ, an toàn xử lý trong gia công. Để hạn chế sự phân hủy nhanh, peroxide chứa các nguyên tử carbon bậc ba là phù hợp nhất, trong khi các nhóm peroxy được liên kết với các nguyên tử carbon bậc một hoặc bậc hai ít ổn định hơn.

Các peroxide hữu cơ phù hợp cho quá trình kết mạng vật liệu đàn hồi như diacyl peroxide; di-t-butyl peroxide; dibenzoyl peroxide; dicumyl peroxide. Peroxide chứa nhiều hơn một nhóm peroxy cũng được sử dụng như 2,5-Bis(tert-butylperoxy) 2,5-dimethyl hexane; 1,4-Bis(tert-butylperoxy isopropyl) benzene. Ngoài các peroxide đối xứng như trên, các peroxide bất đối xứng, ví dụ tert-butyl perbenzoate; tert-butylcumyl peroxide và một vài peroxide loại polymer, cũng được sử dụng. Hiệu quả kết mạng cao hơn quan sát được cho những peroxide hình thành một trong những gốc tự do sau trong quá trình phân hủy.

So với kết mạng bằng lưu huỳnh, vật liệu đàn hồi kết mạng bằng peroxide có một số ưu điểm sau: hỗn hợp không bị lưu hóa sớm khi tồn trữ; nhiệt độ lưu hóa cao mà không chuyển hóa ngược; công thức hỗn hợp đơn giản; biến dạng dư sau khi nén thấp thậm chí ở nhiệt độ kết mạng cao; cách điện tốt; chịu nhiệt tốt; không làm biến màu hỗn hợp. Tuy nhiên, kết mạng bằng peroxide cũng có một số khuyết điểm như sự linh hoạt trong phối trộn bị hạn chế do phản ứng của peroxide với các thành phần phối trộn khác (ví dụ với các chất chống oxy hóa, chất hóa dẻo và nhựa), thiếu sự linh hoạt trong điều chỉnh thời gian lưu hóa sớm và thời gian kết mạng tối ưu; các tính chất kéo, xé, uốn dẻo, kháng mài mòn kém; có mùi của các sản phẩm phân hủy peroxide; chi phí nhìn chung cao hơn.

Đa số các loại cao su đều có thể kết mạng với peroxide nhưng hiệu quả kết mạng khác nhau đáng kể. Nhìn chung, hiệu quả kết mạng cao su bằng peroxdie như sau: BR>NR và SBR>NBR>CR>EPDM. Các polymer không kết mạng hiệu quả với peroxide gồm: cao su polyisobutylene, cao su butyl, polyepichlorohydrin.

Tham khảo từ tài liệu Rubber Curing Systems, R. N. Datta, Smithers Rapra Press, 2002, trang 26 – 28

(vtp-vlab-caosuviet)