Nghiên cứu phối hợp nanosilica và than đen làm phụ gia trong gia công cao su tự nhiên

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
----------

TRẦN THỊ THÚY

NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP NANO SILICA
VÀ THAN ĐEN LÀM PHỤ GIA TRONG
GIA CÔNG CAO SU TỰ NHIÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: HÓA CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. ĐỖ QUANG KHÁNG

HÀ NỘI- 2012


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Lời cảm ơn
Khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thành tại phòng Công nghệ Vật
liệu Polyme – Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Với tấm lòng biết ơn sâu sắc của mình em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới PGS.TS. Đỗ Quang Kháng đã giao đề tài, tận tình chỉ bảo, động viên và tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất để em hoàn thành khóa luận này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Lương Như Hải và
ThS. Lưu Đức Hùng - phòng Công nghệ Vật liệu Polyme – Viện Hóa học đã
góp ý, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em được học tập, nghiên cứu.

Cũng nhân dịp này em muốn gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Lê Cao Khải
và các thầy cô giáo khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã nhiệt
tình chỉ dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong những năm
học qua.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã
luôn ở bên quan tâm và giúp đỡ để em có được kết quả như ngày hôm nay.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2012
Sinh viên

Trần Thị Thúy

Trần Thị Thúy

2

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 6
Chương 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 8
1.1. Tổng quan về cao su tự nhiên ....................................................................... 8
1.1.1. Lịch sử phát triển của cao su tự nhiên ............................................. 8
1.1.2. Thành phần, cấu tạo, tính chất và phương pháp chế biến CSTN ...... 8
1.1.3. Tình hình sản xuất và chế biến CSTN.............................................. 12

1.1.4. Một số biện pháp biến tính CSTN .................................................... 13
1.2. Giới thiệu về silica ........................................................................... ...........18
1.2.1. Cấu trúc của silica .......................................................................... 18
1.2.2. Tính chất vật lý ................................................................................ 19
1.2.3. Tính chất hóa học ............................................................................ 19
1.2.4. Tính chất của hạt silica kích thước nano......................................... 20
1.2.5. Ứng dụng của hạt nano silica.......................................................... 22
1.2.6. Các phương pháp chế tạo hạt SiO2 ................................................. 22
1.3. Giới thiệu về than đen (than hoạt tính) ....................................................... 25
1.3.1. Cấu trúc của than đen ..................................................................... 25
1.3.2. Tính chất vật lý ................................................................................ 26
1.3.3. Tính chất hóa học ............................................................................ 26
1.3.4. Ứng dụng ......................................................................................... 26
1.3.5. Ứng dụng trong công nghiệp cao su................................................ 26
Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 28
2.1. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 26
2.1.1. Cao su tự nhiên ............................................................................... 28
2.1.2. Các chất độn hoạt tính .................................................................... 28
2.1.3. Các phụ gia khác ............................................................................. 28
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 29
2.2.1. Thành phần mẫu nghiên cứu ........................................................... 29
2.2.2. Chế tạo vật liệu .............................................................................. .30
2.3. Phương pháp xác định tính chất, cấu trúc vật liệu ...................................... 31
2.3.1. Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu bằng kính hiển vi điện
tử quét (SEM)................................................................................... 31
2.3.2. Khảo sát tính chất cơ lý của vật liệu ............................................... 31
2.3.3. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng TGA.............................. 33
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 34
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ lý của vật liệu .......... 34
3.2. Ảnh hưởng phối hợp của nano-SiO2 tới tính chất cơ lý của vật liệu .......... 37

3.3. Nghiên cứu quá trình biến tính tới cấu trúc hình thái của vật liệu ............. 41
3.4. Nghiên cứu quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu ........... 43
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 47

Trần Thị Thúy

3

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

KÍ HIỆU VIẾT TẮT

CB:

Than đen

CSTN:

Cao su tự nhiên

ENR:

Cao su epoxy hóa

NBR:

Cao su Nitril

PKL:

Phần khối lượng

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TGA:

Phân tích nhiệt trọng lượng

SEM:

Kính hiển vi điện tử quét

Trần Thị Thúy

4

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

MỞ ĐẦU
Cao su tự nhiên là loại nguyên liệu được sử dụng phổ biến và không thể
thiếu trong nghiên cứu khoa học và trong sản xuất. Để nâng cao tính năng cơ lý
cho các sản phẩm sản xuất từ cao su tự nhiên từ lâu người ta đã biết sử dụng
nhiều loại phụ gia khác nhau.
Than hoạt tính là chất độn tăng cường chủ yếu được dùng trong công
nghệ gia công cao su. Nó giúp cho việc làm tăng các tính năng cơ lý của cao su
như: giới hạn bền kéo đứt, xé rách, khả năng chống mài mòn, độ cứng, modul
đàn hồi của vật liệu,…
Cùng với than đen, silica cũng là một loại chất độn mang lại hiệu quả cao
trong việc gia cường cao su. Đặc biệt, silica với kích thước nano còn cho hiệu
quả tăng cường vượt trội trong việc nâng cao các tính năng cơ lý của cao su. Do
kích thước nhỏ nên các hạt nanosilica có thể phân bố rộng khắp trong mạng
phân tử cao su tạo ra một vật liệu mới có nhiều đặc điểm quý.
Trên thực tế, khi phối hợp các chất độn vào cao su người ta có thể thu
được một loại vật liệu có tính năng tốt hơn hẳn so với vật liệu chỉ được gia
cường bằng một loại chất độn riêng rẽ. Trên cơ sở đó, với mục đích tạo ra một
loại vật liệu có nhiều tính năng ưu việt như độ bền kéo đứt, độ cứng, độ bền
mài mòn cao nên chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu phối hợp nanosilica và
than đen làm phụ gia trong gia công cao su tự nhiên” để làm đề tài cho khóa
luận tốt nghiệp của mình.
Mục tiêu của đề tài là: Chế tạo ra được vật liệu CSTN/than đen/silica
nanocompozit có tính năng cơ lý, kỹ thuật đáp ứng yêu cầu ứng dụng làm đệm
chống va đập tàu biển chất lượng cao.
Để thực hiện mục tiêu trên chúng tôi đã thực hiện những nghiên cứu sau:
Sử dụng phưong pháp cán trộn trực tiếp trên máy cán hai trục để chế
tạo vật liệu.

Trần Thị Thúy

5

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Thay đổi hàm lượng của nanosilica và than đen trong hợp phần cao
su, khảo sát tính năng cơ lý của vật liệu tạo thành để tìm ra hàm
lượng tối ưu của nanosilica và than đen dùng để biến tính cao su.
Nghiên cứu cấu trúc hình thái, độ bền nhiệt của vật liệu.
Từ những kết quả thu được đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu.

Trần Thị Thúy

6

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cao su tự nhiên
Cao su tự nhiên là vật liệu polyme được tách từ nhựa cây cao su. Cây

cao su (Hevea Brasiliensis) được phát hiện và sử dụng lần đầu tiên vào cuối thế
kỷ XVI tại Nam Mỹ. Trong thời gian này thổ dân ở đây đã biết trích nhựa cây
cao su để tẩm vào vải sợi làm giầy, dép đi rừng. Những sản phẩm đầu tiên này
có thời gian sử dụng lâu hơn những sản phẩm thông thường, tuy vậy nó vẫn còn
nhiều nhược điểm là độ bền chưa thực ổn định và hay dính gây ra cảm giác khó
chịu, do đó CSTN chưa được sử dụng rộng rãi. Đến năm 1839 khi các nhà khoa
học Guder và Gencoc phát minh được quá trình lưu hoá CSTN, chuyển cao su
từ trạng thái chảy nhớt sang trạng thái đàn hồi cao, bền vững thì CSTN mới
được ứng dụng rộng rãi để sản xuất ra nhiều sản phẩm thông dụng. Đến đầu thế
kỷ XX cùng với sự phát triển của ngành Hoá học và đặc biệt là sự ra đời của
thuyết cấu tạo polyme thì CSTN đã được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng và ứng
dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống [7].
1.1.2. Thành phần, cấu tạo, tính chất và phương pháp chế biến CSTN
1.1.2.1. Thành phần của CSTN
Thành phần của cao su tự nhiên gồm nhiều nhóm các chất hoá học khác
nhau: hydrocacbon (thành phần chủ yếu), các chất trích ly bằng axeton, các
chất chứa nitơ, chất khoáng. Các thành phần này có thể thay đổi chút ít (bảng 3)
phụ thuộc vào các yếu tố: phương pháp sản xuất, tuổi cây cao su, khí hậu, thổ
nhưỡng của nơi trồng cây. Trong bảng 1 trình bày thành phần hoá học của
CSTN, sản xuất bằng các phương pháp khác nhau.

Trần Thị Thúy

7

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Bảng 1: Thành phần (phần khối lượng – PKL) của CSTN sản xuất bằng các
phương pháp khác nhau
Loại cao su
Thành phần chính

STT

Hong khói

Crếp trắng

Bay hơi

1

Hydrocacbon

93 – 95

93 – 95

85 – 90

2

Chất trích ly bằng axeton

1,5 – 3,5

2,2 – 3,45

3,6 – 5,2

3

Chất chứa nitơ

2,2 – 3,5

2,4 – 3,8

4,2 – 4,3

4

Chất tan trong nước

0,3 – 0,85

0,2 – 0,4

5,5 – 5,72

5

Chất khoáng

0,2 – 0,85

0,16 – 0,85

1,5 – 1,8

6

Độ ẩm

0,2 – 0,9

0,2 – 0,85

1,0 – 2,5

1.1.2.2. Cấu tạo của CSTN
CSTN là polyisopren. Mạch đại phân tử của CSTN được hình thành từ
mắt xích isopren đồng phân cis liên kết với nhau ở vị trí 1, 4. Trong CSTN còn
khoảng 2% mắt xích liên kết với nhau ở vị trí 3, 4. Khối lượng phân tử trung
bình của CSTN là 1,3.106. Dưới đây là công thức cấu tạo của cao su tự nhiên:

H3C

H

H3C

C
CH2

H

CH2

C

CH2
CH2

C

C

C

C

CH2
CH3

CH2

H

1.1.2.3. Tính chất của CSTN
* Tính chất vật lý:
Ở nhiệt độ thấp, CSTN có cấu trúc tinh thể. Vận tốc kết tinh lớn nhất
được xác định ở -250C. Cao su tinh thể nóng chảy ở 400C. Cao su tự nhiên kết
tinh có biểu hiện rõ ràng lên bề mặt: độ cứng tăng, bề mặt vật liệu mờ (không
trong suốt). Quá trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su tự nhiên xảy ra

Trần Thị Thúy

8

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

cùng với hiện tượng hấp phụ nhiệt (17 kj/mol).
Ở 20– 300C cao su sống dạng crếp kết tinh ở đại lượng biến dạng dãn dài
70%. Hỗn hợp cao su đã lưu hóa kết tinh ở đại lượng dãn dài khoảng 200%.
CSTN được đặc trưng bằng một số các tính chất vật lý sau:
Khối lượng riêng:

913 kg/m3

Nhiệt độ thủy tinh hóa:

-700C

Hệ số dãn nở thể tích:

656.10-4 dm3/0C

Nhiệt dẫn riêng:

0,14 W/m.0K

Nhiệt dung riêng:

1,88 k j/ kg.0K

Nửa chu kì kết tinh ở -250 C:

2-4 giờ

Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 1000Hz/s: 2,4 – 2,7
Tang của góc tổn thất điện môi:

1,6.10-3

Điện trở riêng: + Crếp trắng:

5.1012

m

3.1012

m

+ Crếp hong khói:

CSTN tan tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng,
tetraclorua cacbon và sunfua cacbon. CSTN không tan trong rượu, xeton. Khi
pha vào dung dịch cao su các dung môi hữu cơ như rượu, xeton xuất hiện hiện
tượng kết tủa (keo tụ) cao su từ dung dịch [7].

* Tính chất công nghệ:
Trong quá trình bảo quản, cao su tự nhiên thường chuyển sang trạng thái
tinh thể: Ở nhiệt độ môi trường (25-300C) hàm lượng pha tinh thể trong CSTN
là 40%. Trạng thái tinh thể làm giảm tính mềm dẻo của cao su tự nhiên. Độ
nhớt của cao su phụ thuộc vào loại chất lượng: CSTN thông dụng độ nhớt ở
1440C là 95 muni, cao su loại SMR -50 có độ nhớt 75 muni.
CSTN có khả năng phối trộn tốt với các loại chất độn, các chất phụ gia,
trên máy luyện kín hoặc máy luyện hở. Hợp phần trên cơ sở CSTN có độ bền
kết dính nội cao, có khả năng cán tráng và ép phun tốt, mức độ co ngót kích
thước sản phẩm nhỏ. CSTN có khả năng phối trộn tốt với các loại cao su và

Trần Thị Thúy

9

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

nhựa nhiệt dẻo không phân cực.
Để đánh giá mức độ ổn định của các tính chất công nghệ của CSTN, trên
thương trường quốc tế còn sử dụng hệ số ổn định độ dẻo PRI. Hệ số này được
đánh giá bằng tỉ số (tính bằng phần trăm) độ dẻo của cao su được xác định sau
30 phút đốt nóng ở nhiệt độ 1400C so với độ dẻo ban đầu. Hệ số càng cao thì hệ
số hóa dẻo của cao su càng nhỏ. Điều đó có nghĩa là cao su có hệ số PRI càng
lớn, có khả năng chống lão hóa càng tốt [1].
*Tính chất cơ lý:

Cao su tự nhiên có khả năng lưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các
loại xúc tiến lưu hóa thông dụng. Tính chất cơ lý của CSTN được xác định theo
tính chất của cao su lưu hóa tiêu chuẩn.
Bảng 2: Thành phần tiêu chuẩn để xác định các tính chất cơ lý của CSTN
Thành phần

STT

Hàm lượng( PKL)

1

CSTN

100

2

Lưu huỳnh

3,0

3

Mercaptobenzothiazol

0,7

4

ZnO

5,0

5

Axit stearic

0,5

Các tính chất cơ lý đạt được:
+ Độ bền kéo đứt (MPa):

23

+ Độ dãn dài tương đối (%):

700

+ Độ dãn dư:

≤ 12

+ Độ cứng tương đối (Shore A):

65

1.1.2.4. Quá trình chế biến CSTN
CSTN được sản xuất lừ latex chủ yếu bằng hai phương pháp:
+ Keo tụ mủ cao su, rửa thành phần keo tụ rồi sấy đến độ ẩm cần thiết.

+ Cho bay hơi nước ra khỏi mủ cao su.

Trần Thị Thúy

10

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Trên thị trường quốc tế, CSTN được trao đổi ở hai dạng chính: crếp hong
khói và crếp trắng.
Crếp hong khói được sản xuất từ mủ cao su bằng phương pháp keo tụ
theo dây chuyền khép kín, mô tả sơ đồ sau:

Lọc

KCS + Đóng
kiện

Pha loãng

Keo tụ

Sấy hong
khói

Ngâm
nước

Cán ép nước

Cán rãnh

Hình 1: Sơ đồ sản xuất crếp hong khói
Crếp trắng cũng được sản xuất theo dây chuyền tương tự như sản xuất
hong khói, nhưng có khác là được tẩy trắng latex bằng NaHSO 3. Trước khi keo
tụ và sấy khô ở nhiệt độ 30-35oC trong phòng sấy.
1.1.3. Tình hình sản xuất và chế biến CSTN
1.1.3.1.Tình hình sản xuất và chế biến CSTN trên thế giới
Cây cao su được trồng phần lớn tại các nước nằm trong vùng khí hậu
nhiệt đới bao gồm: các nước ở châu Mỹ, Châu Phi và chủ yếu ở vùng Đông
Nam Á. Khu vực này chiếm từ 80% - 90% tổng sản lượng CSTN trên thế giới.
Những năm gần đây thị trường cao su có biến động do khủng khoảng về kinh tế
nhưng dự báo đây vẫn là một ngành công nghiệp đầy tiềm năng. Dự tính năm
2012 cao su tự nhiên toàn thế giới sẽ đạt mức 10,54 triệu tấn tức tăng 3,2% so
với năm 2011 [3, 8].
1.1.3.2 Tình hình sản xuất và chế biến CSTN ở Việt Nam
Hiện nay, diện tích cao su của Việt Nam được xếp thứ 6 (chiếm khoảng
6,4% tổng diện tích cao su thế giới), sản lượng xếp thứ 5 (khoảng 7,7% tổng
sản lượng cao su thế giới) và xuất khẩu đứng thứ 4 (khoảng 9%). Thị trường
xuất khẩu cao su nước ta chủ yếu là Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan,…Tính
tới năm 2010 cao su Việt Nam đã xuất khẩu hơn 80 quốc gia và vùng lãnh thổ,
Trần Thị Thúy

11

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

kim ngạch đạt 2,388 tỉ USD [3].
Bảng 3: Sản lượng CSTN của Việt Nam những năm gần đây
Năm

2000

2005

2008

2009

2010

2011

Sản lượng (1.000 tấn)

310,0

550,0

659,6

723,7

780,0

783,0

1.1.4. Một số biện pháp biến tính CSTN
Bên cạnh những ưu điểm như tính năng cơ lý tốt, giá thành hạ,.. CSTN
vẫn còn nhiều hạn chế như khả năng bám dính kém, dễ bị oxi hóa,... Vì vậy để
mở rộng khả năng ứng dụng của CSTN, người ta đã tiến hành nhiều biện pháp
biến tính hóa học và vật lý khác nhau.
1.14.1. Biến tính bằng phương pháp hóa học
* Hóa vòng cao su
Để hóa vòng CSTN có thể thực hiện bằng cách trộn CSTN trong dung
dịch toluen có mặt SnCl4 .
Trong quá trình hóa vòng, tỷ trọng và hệ số khúc xạ của cao su vòng tăng
lên còn mạch phản ứng giảm đi hoạt tính của nó. Khi độ hóa vòng càng sâu sẽ
làm độ cứng tăng và sau đó là giòn.
Cao su đã hóa vòng bền với tác dụng của axit, bazơ ở nhiệt độ thường,
nhưng có mặt oxi tác dụng chúng bị oxi hóa nhanh chóng do có nguyên tử C
bậc ba. Các sản phẩm hóa vòng cao su được dùng rộng rãi để làm sơn bảo vệ,
làm keo dán, mực in, màng bao gói và vật liệu cảm quang.
* Epoxy hóa CSTN
Bên cạnh việc hóa vòng cao su người ta còn có thể biến tính bằng cách
gắn các nhóm phân cực vào mạch cao su như phenol hóa, epoxy hóa,… để sử
dụng chúng trong các ngành sản xuất keo dán, sơn phủ vật liệu cách điện, vật
liệu compozit,…
Trong số các phương pháp biến tính này người ta tập trung vào nghiên
cứu epoxy hóa CSTN, bởi sản phẩm tạo ra có nhiều tính năng ưu việt và có khả

năng ứng dụng rộng rãi.
Trần Thị Thúy

12

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Cơ chế phản ứng epoxy hóa CSTN như sau :

C

C

+
O

C

C

C

+

O

H
H

O

C

C

O

O

O

C

H

:O

R
C

O

R

O

R

Sự có mặt của nhóm epoxy trong mạch đã cho phép thực hiện nhiều phản
ứng chuyển hóa cao su. Cao su epoxy hóa (ENR) có thể tổng hợp trực tiếp từ
latex CSTN Việt Nam bằng phản ứng epoxy hóa theo hai cách :
+ Dùng peraxit hữu cơ có sẵn
+ Dùng phương pháp in-situ (peraxit mới sinh)
* CSTN cắt mạch có nhóm hydroxyl
Việc cắt mạch CSTN rồi gắn nhóm – OH vào cuối mạch đã được một số
tác giả nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau. Một trong các phương
pháp đó là phản ứng cắt mạch cao su trong dung dịch với tác nhân H 2O2 và ánh
sáng tử ngoại.
Sản phẩm thu được ở dạng polyme lỏng có trọng lượng phân tử thấp, rất
thuận lợi cho việc gia công. CSTN cắt mạch có các nhóm hoạt động (-OH) ở
cuối mạch có khả năng biến tính tiếp theo tạo ra các vật liệu mới có tính chất
khác nhau. Chế tạo CSTN có nhóm (-OH) ở cuối mạch tạo ra sản phẩm trung
gian cho việc tổng hợp polyurethan có đoạn mạch cao su, sử dụng làm keo dán
cao su – kim loại, làm chất tương hợp cho vật liệu polyme blend trên cơ sở
CSTN.
1.1.4.2. Nâng cao tính năng cơ lý cho cao su bằng cách cho chất độn hoạt tính
Đối với hợp phần cao su khi đưa một chất độn vào, độ bền kéo đứt và
một vài tính chất cơ lý của cao su lưu hóa ở trạng thái đàn hồi tăng một cách
Trần Thị Thúy

13

Khóa luận tốt nghiệp

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

đáng kể. Các chất độn làm tăng tính năng cơ lý cho cao su, tăng tính năng sử
dụng của vật liệu được gọi là các chất độn tăng cường (chất độn hoạt tính). Các
chất độn không làm thay đổi tính chất cơ lý của cao su được gọi là chất độn trơ.
Tác dụng tăng cường của chất độn phụ thuộc vào bản chất hóa học của bản thân
nó, polyme và phụ thuộc vào đặc trưng tương tác lẫn nhau của vật liệu polyme
với chất độn. Mặt khác mức độ tăng cường lực cho cao su còn phụ thuộc vào
hàm lượng chất độn có trong thành phần, kích thước và hình dáng hình học của
chất độn và nhiều yếu tố khác [7,14].
* Phân loại các chất độn hoạt tính:
- Chất độn vô cơ hoạt tính
Các chất sử dụng nhiều trong công nghệ gia công cao su là: bột nhẹ, cao
lanh, dioxit silic,… trong các chất độn này dioxit silic là chất độn tăng cường
hiệu quả nhất.
- Các chất độn hữu cơ hoạt tính
Các chất độn hữu cơ hoạt tính là các chất hữu cơ có kích thước hạt nhỏ
khi đưa nó vào thành phần của hợp phần cao su các tính chất cơ lý của cao su
tốt hơn. Các chất độn hữu cơ tăng cường được sử dụng rộng rãi nhất là phenol
focmandehit, amino focmandehit, các loại nhựa có nguồn gốc từ động vật
sống,…
- Than hoạt tính
Than hoạt tính là chất độn tăng cường chủ yếu được dùng trong công
nghệ gia công cao su, làm tăng tính chất cơ lý của cao su: độ bền kéo đứt, xé
rách, khả năng chống mài mòn, độ cứng, modul đàn hồi của vật liệu. Sự có mặt
nhóm phân cực trên bề mặt than hoạt tính là yếu tố quyết định khả năng tác
dụng hóa học, lý học của than hoạt tính với nhóm phân cực, các liên kết đôi có
trong mạch đại phân tử. Dựa vào các yếu tố thành phần nguyên tố hóa học của

than hoạt tính thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữa than
và cao su lớn nhất [15].
* Lý thuyết tăng cường lực của chất độn hoạt tính đối với cao su:
Trần Thị Thúy

14

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Trong các trường hợp cụ thể mức độ tăng cường lực cho cao su bằng
chất độn hoạt tính có thể giải thích bằng tác động yếu tố này hoặc tác động yếu
tố khác trên cơ sở năng lượng liên kết nội, liên kết ngoại của polyme và chất
độn.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của chất độn hoạt tính lên giới hạn bền khi
kéo dãn, người ta đã đưa ra lý thuyết mạng lưới của quá trình độn tăng cường.
Theo thuyết này không một thành phần nào trong hệ thống cao su – chất độn
tồn tại tách riêng biệt ra khỏi thành phần khác, các hạt chất độn được phân tán
trong cao su theo mọi hướng, không tuân theo thứ tự nào và chúng được bao
bọc bằng một lớp cao su dày mỏng khác nhau. Các hạt độn liên kết với nhau và
tạo thành mạng lưới đồng thời tách hidrocacbon của cao su ra mọi hướng để tạo
thành mạng lưới hidrocacbon, hai mạng lưới này đan xen vào nhau, móc xích
lẫn nhau và tạo thành một cấu trúc polyme - chất độn liên tục.
Nếu hàm lượng hợp phần cao su cao hơn hàm lượng tối ưu, các chất độn
dư sẽ tồn tại thành pha riêng biệt phá vỡ cấu trúc đồng nhất của hệ cao su - chất
độn làm giảm độ bền kéo đứt, độ bền xé rách của vật liệu.

Theo ALEXANDROP LAZUNKIN thì cơ chế tăng cường cho lực
polyme bằng chất độn hoạt tính là quá trình san bằng ứng suất trong polyme.
Trong hợp phần cao su, sự kết bó giữa các cấu trúc đại phân tử thường không
chặt chẽ nên cấu trúc cao su tồn tại những “khuyết tật”. Khi có lực tác dụng thì
sự hình thành các ứng suất khuyết tật khác nhau. Khi các chất độn hoạt tính lấp
đầy những khuyết tật, ứng suất của khuyết tật trên mọi điểm là như nhau dẫn
đến độ bền của vật liệu tăng.
1.1.4.3. Biến tính cao su tự nhiên bằng nhựa nhiệt dẻo hoặc cao su tổng hợp khác
Các loại vật liệu polyme được phát triển theo ba hướng [4, 6]:
- Hướng thứ nhất: trùng hợp các loại polyme.
- Hướng thứ hai: tổng hợp các copolyme khối, copolyme ghép và
copolyme thống kê từ các monome thông dụng hiện nay.

Trần Thị Thúy

15

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

- Hướng thứ ba: trộn các polyme có sẵn để tạo ra những vật liệu tổ hợp
có tính chất đặc biệt khác hẳn tính chất polyme riêng rẽ ban đầu, đáp ứng được
yêu cầu về kinh tế kỹ thuật.
Trong ba hướng trên thì hướng thứ ba đặc biệt được quan tâm nghiên
cứu và phát triển vì đây là phương pháp đơn giản nhất, nhanh nhất và kinh tế
nhất để tạo nên vật liệu mới có tính năng mong muốn. Những ưu điểm của nó

là:
- Lấp được khoảng trống về tính chất công nghệ cũng như kinh tế giữa
các loại nhựa nhiệt dẻo.
- Tạo khả năng phối hợp các tính chất mà một loại vật liệu khó hoặc
không thể đạt được, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cao trong lĩnh vực khoa
học, kinh tế.
- Quá trình nghiên cứu, chế tạo một sản phẩm mới trên cơ sở vật liệu tổ
hợp polyme nhanh hơn nhiều so với các sản phẩm từ vật liệu khác vì nó được
chế tạo trên cơ sở và công nghệ có sẵn.
- Những kiến thức rộng rãi về cấu trúc, sự tương hợp pha phát triển
nhanh trong những năm gần đây tạo cơ sở cho việc phát triển loại vật liệu này.
Chính vì thế để nâng cao tính năng cơ lý, mở rộng khả năng ứng dụng
cho CSTN người ta thường biến tính bằng cao su tổng hợp, hoặc nhựa nhiệt
dẻo tạo ra vật liệu cao su blend. Nhiều vật liệu cao su blend đã được chế tạo và
ứng dụng rộng rãi như cao su blend của CSTN/SBR làm các loại lốp xe cộ,
blend CSTN/cao su nitril (NBR) chế tạo các sản phẩm cao su bền dầu như giày,
ủng,…
1.1.4.4. Biến tính cao su bằng nanosilica và than đen
Silica và than đen được coi là chất độn gia cường trong công nghiệp cao
su. Hình dưới đây là biểu đồ phân loại các chất độn cũng như khả năng gia
cường của chúng đối với cao su.

Trần Thị Thúy

16

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Hình 2: Biểu đồ phân loại chất độn
Như vậy, silica và than đen là các chất độn có hiệu quả cao và được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp gia công các sản phẩm cao su.
1.2. Giới thiệu về silica
1.2.1. Cấu trúc của silica
Tuy có công thức phân tử là SiO2 nhưng silic đioxit (silica) không tồn tại
ở dạng phân tử riêng rẽ mà dưới dạng tinh thể. Silic đioxit tinh thể có ba dạng
thù hình chính là: thạch anh, triđimit và cristobalit. Mỗi dạng thù hình này lại
có hai dạng: dạng α bền ở nhiệt độ thấp và dạng

bền ở nhiệt độ cao. Ngoài

ba dạng thù hình chính trên, silic đioxit còn tồn tại ở một số dạng phụ khác:
dạng ẩn tích, vô định hình [7, 13].
Dưới đây là sơ đồ biến đổi dạng tinh thể của silic đioxit:
870oC

Thạch anh
573oC

Thạch anh

Trần Thị Thúy

1470oC

Triđimit

120-160oC

Triđimit

17

Cristobalit
200-275oC

Cristobalit

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO 4
nối với nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO 4, nguyên tử Si
nằm ở tâm của hình tứ diện, liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở
đỉnh của hình tứ diện. Mỗi nguyên tử O lại liên kết với hai nguyên tử Si nằm ở
hai tứ diện khác nhau. Góc liên kết O – Si – O là 109o, độ dài liên kết Si – O là
1,61Ao. Tính trung bình trên một nguyên tử Si có hai nguyên tử O và công thức
kinh nghiệm của silic đioxit là SiO2.
Để mô tả cấu trúc các dạng SiO2 tốt nhất là dùng phương pháp ghép các
tứ diện SiO4 lại với nhau qua đỉnh O chung. Sự khác nhau giữa các dạng thù
hình là vị trí tương đối của hai tứ diện SiO4 hay là sự khác nhau của góc m
Si–O– Si.
1.2.2. Tính chất vật lý

Silic đioxit tinh thể nóng chảy ở 1713oC, sôi ở 2230oC, không tan trong
nước. Trong tự nhiên, silic đioxit tinh thể chủ yếu tồn tại ở dưới dạng khoáng
vật thạch anh, là tinh thể lớn, không màu, trong suốt. Cát là silic đioxit có nhiều
tạp chất.
Khi nóng chảy, SiO2 chuyển thành chất lỏng không màu, làm lạnh chất
lỏng này ta thu được khối SiO2 vô định hình trong suốt tương tự thủy tinh.
1.2.3. Tính chất hóa học
Trong các loại axit, SiO2 chỉ tác dụng được với axit HF, người ta lợi
dụng tính chất này để khắc chữ hay tạo hình lên thủy tinh.
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
SiO2 tan trong kiềm hoặc trong muối cacbonat của kim loại kiềm nóng
chảy tạo thành silicat:
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
Na2SiO3 trông bề ngoài giống thủy tinh và tan được trong nước nên được
gọi là thủy tinh lỏng.

Trần Thị Thúy

18

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Khi nung SiO2 với than cốc theo tỉ lệ xác định trong lò điện ở khoảng
2000- 2500oC ta thu được silica cacbua SiC. SiC có cấu trúc tinh thể giống kim

cương, rất cứng và bền, chịu được nhiệt độ cao. Nó được dùng làm chất mài,
vật liệu chịu lửa, chất bán dẫn trong chế tạo composit và trong luyện kim.
1.2.4. Tính chất của hạt silica kích thước nano [12, 13]
Bề mặt silica nhẵn và có diện tích lớn, do đó khả năng tiếp xúc vật lý với
nền polyme lớn. Silica có thể tồn tại ở nhiều dạng, mỗi dạng thể hiện tính chất
vật lý và hóa học khác nhau. Silica không thể hút nước nếu bề mặt của nó có
các nhóm siloxan (-Si-O-Si), khả năng hút nước của nó chỉ thể hiện khi bề mặt
có các nhóm silanol (Si-OH). Sự có mặt của 2 nhóm này ảnh hưởng đến tính
chất của bề mặt silica và ứng dụng của nó.
Silica kị nước có thể được chuyển thành silica ưa nước bằng phản ứng
hydroxyl hóa nhóm siloxan thành silanol. Phản ứng này có thể làm ngược lại,
silica ưa nước có thể chuyển thành silica kị nước bằng phản ứng đề hydroxyl
hóa,… hoặc đun nóng ở nhiệt độ >300oC.
Bề mặt của silica trung bình có 5-6 nhóm silanol trên 1nm2 nên nó có
tính ưa nước, các nhóm siloxan còn lại không tham gia phản ứng. Cấu trúc của
nanosilica là mạng 3 chiều. Do có nhóm silanol và siloxan trên bề mặt nên các
hạt silica có khả năng hút nước. Bề mặt silica được đặc trưng bởi 3 dạng
silanol: silanol tự do, silanol liên kết hidro với nhóm bên cạnh và silanol ghép
đôi. Các nhóm silica trên các phần tử kề nhau tập hợp lại với nhau bằng liên kết
hidro. Liên kết này giúp cho các phần tử silica tập hợp lại với nhau ngay cả khi
bị pha trộn mạnh dù cho không có phản ứng với polyme nền.
Các nhóm silanol hoạt động trên bề mặt silica có nhiệm vụ kết tụ các
phần tử lại với nhau. Ban đầu, các hạt silica ghép đôi với nhau nhờ liên kết
hidro để tạo thành dạng kết tụ bậc 1 và sau đó chúng tiếp tục kết tụ với nhau
bền chặt hơn để tạo thành dạng kết tụ bậc 2. Khuynh hướng kết tụ của các phần
tử silica có thể được minh họa như sau:

Trần Thị Thúy

19

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Các hạt silica ban đầu

Khoa Hóa học

Dạng kết tụ bậc 1

Dạng kết tụ bậc 2

Chính tính ưa nước của nhóm silanol trên bề mặt silica là nhược điểm
làm hạn chế khả năng ứng dụng của silica, do đó cần biến tính silica. Trong quá
trình biến tính, nhóm silanol phản ứng với nhóm thế của tác nhân biến tính, làm
tăng khối lượng của silica. Do đó xảy ra sự phân hủy dạng kết tụ và xuất hiện
dạng đơn của các hạt silica trong silica biến tính:

Dạng kết tụ bậc 2

Dạng kết tụ bậc 1

Dạng đơn hạt

Phản ứng của các nhóm silanol trên bề mặt silica với các hợp chất hữu cơ
đã làm giảm hoặc làm mất đi khả năng hút nước của silica và làm tăng số lượng
các nhóm thế hữu cơ có ái lực lớn với hợp chất hữu cơ trên bề mặt của silica.
Nhờ có các nhóm silanol nên bề mặt của silica có thể phản ứng với hợp chất

silan, halogen của kim loại hoặc phi kim, rượu, các chất có hoạt tính bề mặt,…
Sau khi biến tính, mức độ phân tán của nanosilica trong pha hữu cơ, sự bám

Trần Thị Thúy

20

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

dính giữa nanosilica và các phần tử hữu cơ tăng lên, do đó độ bền của các sản
phẩm polyme (cao su, chất dẻo,…) được tăng lên đáng kể.
1.2.5. Ứng dụng của hạt nano silica [2,9,10]
SiO2 có nhiều ứng dụng trong thực tế. Tùy theo chất lượng cụ thể mà nó
được sử dụng trong công nghiệp và đời sống.
Ứng dụng đầu tiên và lâu đời nhất của bột SiO2 mịn là làm chất gia
cường hay chất tăng cường trong các sản phẩm dẻo như đế giày, các loại cao su
kỹ thuật, dây cáp và các loại lốp. Đưa 20-50% khối lượng bột mịn SiO2 vào cao
su tự nhiên hay cao su tổng hợp giúp cải thiện độ dai, độ cứng, độ bền xé của
sản phẩm cao su. Khả năng tăng cường của bột mịn SiO 2 cũng vượt hơn hẳn
các chất độn tự nhiên và khác với muội than, nó cho phép tạo ra những sản
phẩm cao su trắng và cao su màu. Với công nghệ dây cáp, bột này được sử
dụng chủ yếu làm vỏ bọc đặc biệt cho các loại cáp dùng ngoài trời, trên cao, độ
bền ma sát và độ bền xé lớn của vỏ cáp giúp bảo vệ phần lõi cáp khỏi mài mòn
và va đập.
Trong các sản phẩm nhựa chịu nhiệt, bột mịn SiO2 được sử dụng như tác

nhân chống trượt để tránh hiện tượng trượt phim trong máy ảnh hay cải thiện
cơ tính của PVC.
Bột mịn SiO2 ngày càng được sử dụng nhiều làm chất làm trắng trong
kem đánh răng bởi khả năng làm sạch rất tốt mà gần như không gây xước.
Bột SiO2 được ứng dụng phổ biến trong sản xuất sơn và vecni. Nhờ độ
nhấp nhô của bề mặt ở mức độ hiển vi nên ánh sáng không còn phản xạ thẳng
nữa mà bị phân tán.
Trong công nghiệp giấy, bột mịn SiO2 được sử dụng trong các sản phẩm
giấy đặc biệt (có độ chìm màu lớn và tương phản tốt khi in). Ở đây, hạt SiO 2 đã
lấp đầy vào các lỗ xốp trên giấy và tạo ra bề mặt nhẵn.
Ngoài các ứng dụng kể trên, bột mịn SiO2 còn được ứng dụng làm chất
tăng độ bền kết cấu trong nhựa, trong chất lọc và ổn định bia, trong phân tích
máu,…
Trần Thị Thúy

21

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

1.2.6. Các phương pháp chế tạo hạt SiO2
1.2.6.1. Phương pháp sol-gel [1,11]
Đây là phương pháp hữu hiệu nhất hiện nay để chế tạo vật liệu nano dưới
dạng bột hay dạng màng mỏng. Cơ sở của phương pháp này là chuyển các hợp
chất (hidroxit, muối, bazơ) về dạng phân tán cao, sau đó phân hủy dạng phân
tán cao này thu được hạt có kích thước nano.

Để chế tạo hạt nanosilica, người ta thường sử dụng tetraetyl orthosilicat
(TEOS) vì nó sạch và có tốc độ phản ứng khá chậm. Phương pháp này gồm các
quá trình chính sau:
a. Phản ứng thủy phân với xúc tác axit hoặc bazơ:
Thủy phân các alkoxit để tạo liên kết Si-OH
+) Xúc tác axit (thường dùng HCl):

+) Xúc tác bazơ (thường dùng NH4OH):

b. Phản ứng polyme hóa – ngưng tụ:
Tiếp theo đó, phân tử trung gian được tạo thành tiếp tục phản ứng với
phân tử ban đầu để tạo ra mối liên kết Si–O– Si và các phân tử mới được nối
với nhau theo phản ứng polyme hóa để tạo ra bộ khung cấu trúc cuối cùng:

Trần Thị Thúy

22

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

RO
RO

OR
Si

OH

+ HO

Si

OR

RO

OR

RO
→

RO

OR
Si

O

Si

OR + HOH

RO

OR

Phản ứng có thể viết+ thu gọn
như sau:
H hoặc OH

Si(OR)4 + 2H2O

SiO2 + 4ROH

Vì TEOS đặc phản ứng không tốt với H2O nên nó thường được pha
loãng với cồn tuyệt đối trước khi tiến hành phản ứng thủy phân. Theo thời gian,
phản ứng sẽ liên tục diễn ra, độ nhớt của dung dịch sẽ tăng lên nhờ phản ứng
polyme hóa và sau đó hình thành gel rắn ở ngay nhiệt độ thường.
Khối gel này được sấy nhẹ, để tự khô ở nhiệt độ phòng sau đó được nung
từ từ tới nhiệt độ thích hợp. Nếu tiếp tục nung ở nhiệt độ cao sẽ tạo thành thủy
tinh ở trạng thái đông đặc hoàn toàn.
Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến động lực học của quá trình thủy phân và
quá trình kết tinh SiO2 trong đó bao gồm: tỉ lệ nước/silan, chất xúc tác, nhiệt
độ, bản chất của dung môi,… Quá trình sol-gel vượt trội hơn phương pháp trộn
cổ điển do có thể điều khiển được một cách nhanh nhạy hình thái học hoặc tính
chất bề mặt của pha vô cơ trong nền polyme bằng cách điều khiển các thông số
của phản ứng. Khả năng kém phản ứng của silan sẽ được cải thiện bởi xúc tác
axit hoặc bazơ. Xúc tác axit tạo cho sự thủy phân TEOS xảy ra nhanh hơn và
phân thành nhiều nhánh trong cấu trúc polyme. Sử dụng xúc tác bazơ, phản ứng
thủy phân silan xảy ra chậm hơn còn phản ứng kết tinh xảy ra nhanh hơn, do đó
thu được hạt silica kết tinh rắn chắc. Khi dùng xúc tác bazơ thu được hạt silica
hình cầu còn khi dùng xúc tác axit, thu được silica dạng sợi mảnh.
1.2.6.2. Phương pháp ướt
Cho khí CO2 vào dung dịch thủy tinh lỏng:
Trần Thị Thúy

23

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3

+ SiO2 + H2O

Sản phẩm thu được còn lẫn nhiều tạp chất và kích thước hạt tương đối
lớn. SiO2 có hàm lượng không cao (khoảng 70-90%), kích thước hạt khoảng
20-90 m.
1.2.6.3. Phương pháp sương mù
a) Thủy phân SiCl4 trong hơi nước cao áp ở 1000oC:
SiCl4 + 2H2O

→ SiO2 + 4HCl

Sản phẩm thu được có độ phân tán lớn, hàm lượng SiO 2 lên đến 99%,
kích thước hạt nhỏ 5÷40 m. Tuy nhiên, do tạo khí HCl nên pH sản phẩm
thường dao động từ 4- 4,5.
b) Tổng hợp nanosilica từ silic clorua nung nóng trong khí quyển oxi theo phản
ứng:
SiCl4 + O2 → SiO2 + 2Cl2
1.3. Giới thiệu về than đen (than hoạt tính)

1.3.1. Cấu trúc của than đen
Than hoạt tính kỹ thuật là sản phẩm cháy không hoàn toàn của các hợp
chất hydrocacbon. Phân tích cấu tạo và cấu trúc của than hoạt tính cho thấy các
hạt than hoạt tính có cấu trúc mạng phẳng và có cấu tạo từ các vòng cacbon.
Các nguyên tử cacbon sắp xếp không có trật tự tạo nên trạng thái vô định hình,
là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ nhỏ. Các nguyên tử cacbon liên kết với
nhau bằng các liên kết hóa học. Khoảng 3 đến 7 mạng cacbon phẳng như vậy
sắp xếp thành từng lớp mạng này trên mạng khác nhưng không chồng khít và
chính xác lên nhau mà các nguyên tử cacbon ở các mạng khác nhau nằm lệch
nhau tạo thành các tinh thể sơ khai của than hoạt tính. Lực liên kết giữa các
nguyên tử cacbon ở các mạng khác nhau nhỏ hơn nhiều so với lực liên kết giữa
các nguyên tử cacbon trong một mạng. Khoảng cách giữa các nguyên tử cacbon
trong cùng một mạng là 1,42A0, khoảng cách giữa các nguyên tử cacbon ở hai
mạng liền kề là 3,6A0 đến 3,7A0.

Trần Thị Thúy

24

Khóa luận tốt nghiệp


Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Khoa Hóa học

Trong mỗi tinh thể sơ khai của than hoạt tính chứa khoảng 100 – 200
nguyên tử cacbon. Các tinh thể sơ khai sắp xếp tự do và liên kết với nhau để tạo
thành các hạt than đầu tiên. Số lượng các tinh thể sơ khai chứa trong hạt than
quyết định kích thước của hạt [7].

1.3.2. Tính chất vật lý
- Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là các nguyên tố cacbon ở dạng
vô định hình, một phần nữa ở dạng tinh thể vụn grafit.
- Than hoạt tính có diện tích bề mặt rất lớn
- Màu đen, xốp, nhẹ.
1.3.3. Tính chất hóa học
Cacbon hoạt tính là một phi kim yếu
- Tác dụng với oxi tạo oxit
4C + 3O2 → 2CO + 2CO2
- Tác dụng được với một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao tạo thành oxit và
giải phóng kim loại
2C + 2CuO → CO2 + 2Cu
1.3.4. Ứng dụng
- Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất
xúc tác khác,..
- Trong kĩ thuật: than hoạt tính là một thành phần lọc khí (trong đầu lọc
thuốc lá, miếng hoạt tính trong khẩu trang), miếng khử mùi trong tủ lạnh và
điều hòa nhiệt độ,…
- Trong xử lý nứơc (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi
lượng.
- Tác dụng tốt trong phòng tránh các tác hại của tia đất,...
1.3.5. Ứng dụng trong công nghiệp cao su
Than hoạt tính là chất độn tăng cường chủ yếu được dùng trong công
nghệ gia công cao su. Sự có mặt của than hoạt tính trong hợp phần cao su với
hàm lượng cần thiết làm tăng các tính chất cơ lý cao su: độ bền kéo đứt, xé
Trần Thị Thúy

25

Khóa luận tốt nghiệp