Cao lanh ảnh hưởng đến tính chất cơ học của cao su như thế nào

Hiện nay, các chất độn chính được sử dụng trong cao su tổng hợp là muội than, muội than trắng, silicat, cacbonat, hợp chất kim loại, v.v. Với nhu cầu ngày càng tăng về bảo vệ môi trường, chi phí sản xuất muội than và muội than trắng ngày càng tăng. Việc tìm kiếm các chất thay thế cho muội than và muội than trắng là một hướng phát triển quan trọng đối với ngành công nghiệp cao su.

Trung Quốc rất giàu tài nguyên khoáng sản cao lanh, với 267 mỏ đã được chứng minh và 2,91 tỷ tấn trữ lượng đã được xác định; quy trình chế biến cao lanh đơn giản và chi phí sản xuất thấp. Cao su tự nhiên có các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời. Việc kết hợp cao lanh với cao su tự nhiên có thể giúp phát triển tốt hơn nguồn tài nguyên ở Trung Quốc và tối đa hóa các ứng dụng của cao su tự nhiên.

Li Xiaoqing và cộng sự đã nghiên cứu các tính chất cơ học của vật liệu composite cao su gia cường bằng cao lanh. Kết quả thực nghiệm cho thấy:

(1) Khi tăng lượng chất độn cao lanh, độ cứng Shore A của cao su tăng lên, độ bền kéo, ứng suất kéo 100%, ứng suất kéo 200% và tỷ lệ đàn hồi giảm; Khi sử dụng 90 phần cao lanh, mật độ cao su đạt mức tối đa. Khi sử dụng 50 phần cao lanh, độ bền xé đạt mức tối đa. Đồng thời, khi hiệu suất đàn hồi giảm, nó vẫn có tỷ lệ đàn hồi cao, mang lại giá trị phát triển và ứng dụng cao hơn.

(2) Độ cứng Shore tối đa của cao su được gia cường bằng cao lanh là 52 độ. So với nghiên cứu về hỗn hợp cao su tự nhiên chứa muội than và muội than trắng của Bai Yang et al và nghiên cứu của Ji Chunmei về cao su tự nhiên được gia cường bằng muội than, có độ cứng là 60 ~ 70, độ cứng của cao su tự nhiên chứa cao lanh thấp hơn so với cao su chứa muội than trắng và muội than.

(3) Trong nghiên cứu của Peng Qianqian về việc gia cường cao su styrene-butadiene bằng carbon đen trắng, cho thấy độ bền xé là 30 ~ 36kn/M; độ bền kéo là 14,7 ~ 15,8mpa; ứng suất kéo không đổi 100% là 1,1 ~ 3,7MPa. So sánh, người ta thấy rằng độ bền xé của cao su tự nhiên được gia cường bằng cao lanh gần bằng độ bền xé của cao su styrene-butadiene được gia cường bằng carbon đen trắng, trong khi độ bền kéo và ứng suất kéo không đổi 100% cao hơn nhiều.

(4) Yao Binbin nhận thấy rằng tỷ lệ bật lại của cao su tự nhiên được gia cường bằng muội than trắng là 46%-48%; Hu Baoli và cộng sự nhận thấy rằng tỷ lệ bật lại trong cao su được gia cường bằng muội than trắng là 49%~58%. Sau khi so sánh, cho thấy rằng ngay cả khi sử dụng 110 phần cao lanh, cao su được gia cường vẫn có độ đàn hồi cao và tỷ lệ bật lại đạt 64%. Hiệu suất bật lại có thể được cải thiện bằng cách thêm cao lanh vào cao su, do đó có thể cung cấp các sản phẩm cao su có độ đàn hồi cao cho các lĩnh vực công nghiệp.