Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------PHẠM THỊ THƯƠNG GIANG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG LƯU HÓA VÀ TÍNH CHẤT CHỐNG RUNG
CỦA CAO SU NHIÊN NHIÊN

Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS.TS. ĐẶNG VIỆT HƯNG

Hà Nội – Năm 2019


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

MỤC LỤC

MỤC LỤC ..................................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ......................................................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................7
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................................9
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................14
1.1. CAC VẬT LIỆU CHỐNG RUNG ...........................................................................14
1.1.1. Kim loại ...................................................................................................16
1.1.2. Polyme.....................................................................................................17

1.1.3. Ceramic ...................................................................................................17
1.1.4. So sánh giữa các vật liệu .........................................................................18
1.2. VẬT LIỆU CHỐNG RUNG TREN CƠ SỞ CAO SU ..................................................19
1.2.1. Kết cấu chống rung .................................................................................19
1.2.2. Ảnh hưởng của loại cao su ......................................................................21
1.2.3. Ảnh hưởng của hệ xúc tiến .....................................................................22
1.2.4. Ảnh hưởng của chất độn .........................................................................23
1.2.5. Ảnh hưởng của chất hóa dẻo ...................................................................26
1.3. CÁC ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG .......................................................................27
1.3.1. Khái niệm rung động...............................................................................27
1.3.2. Sự lan truyền rung động ..........................................................................27
1.3.3. Ảnh hưởng của rung động đến sản xuất và con người............................28
1.3.4. Các đặc trưng, tính chất và yêu cầu của vật liệu chống rung ..................28

Phạm Thị Thương Giang

1


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
1.3.5. Các đặc trưng, tính chất của cao su chống rung......................................29
1.4. LÝ THUYẾT DAO DỘNG ...................................................................................33
1.4.1. Dao động của hệ một bậc tự do ...............................................................33
1.4.2. Dao động tự do không cản ......................................................................35
1.4.3. Dao động tự do có cản của hệ một bậc tự do ..........................................36
1.4.4. Ảnh hưởng của lực cản đến biên độ và tần số dao động tự do ...............40
1.4.5. Dao động cưỡng bức của hệ một bậc tự do.............................................42
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ..............................................47
2.1. HĨA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ...................................................................................47
2.1.1. Hóa chất ..................................................................................................47

2.1.2. Thiết bị ....................................................................................................47
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................47
2.3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA CAO SU LƯU HÓA .............49
2.3.1. Độ bền kéo đứt ........................................................................................49
2.3.2. Phương pháp xác định độ dãn dài khi đứt...............................................49
2.3.3. Phương pháp xác định độ dãn dài dư của vật liệu ..................................50
2.3.4. Phương pháp xác định độ cứng ...............................................................50
2.3.5. Phương pháp xác định độ đàn hồi nảy ....................................................50
2.3.6. Phương pháp xác định độ nén dư ............................................................51
2.3.7. Phương pháp xác định đặc trưng lưu hóa của cao su ..............................51
2.4. QUI HOẠCH THỰC NGHIỆM: .............................................................................52
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................54
3.1 ĐẶC TRƯNG LƯU HOA ......................................................................................54
3.1.1. Ảnh hưởng của hệ lưu hóa đến các đặc trưng lưu hóa ............................54
3.1.2. Ảnh hưởng của hệ lưu hóa đến tính chất cơ lý .......................................60
3.2. TỐI ƯU HOA TINH CHẤT CAO SU ......................................................................67
3.3. ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG CỦA CAO SU ..........................................................73

Phạm Thị Thương Giang

2


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa ..............................................................73
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa ............................................................76
3.3.3. Ảnh hưởng của hệ lưu hóa ......................................................................77
KẾT LUẬN ..............................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................82

Phạm Thị Thương Giang

3


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1. 1 Vật liệu cao su từ tính cấu trúc đồng nhất (a) và cấu trúc không đồng nhất
(b) ..............................................................................................................................26
Hình 1. 2 Vịng trễ ứng suất- biến dạng của vật liệu ................................................29
Hình 1. 3 Mơ hình dao động một bậc tự do ..............................................................34
Hình 1. 4 Mơ hình dao động tự do khơng cản ..........................................................35
Hình 1. 5 Mơ hình dao động tự do có lực cản nhớt ..................................................37
Hình 1. 6 Ảnh hưởng của hệ số D, khi D > 1 đến biên độ dao động ........................39
Hình 1. 7 Ảnh hưởng của hệ số D, khi D=1 đến biên độ dao động ..........................39
Hình 1. 8 Ảnh hưởng của hệ số D, khi D < 1 đến biên độ dao động ........................39
Hình 2. 1 Thiết bị đo độ đàn hồi nảy kiểu thả rơi .....................................................50
Hình 2. 2 Mơ hình thí nghiệm nén dư với biến dạng khơng đổi ...............................51
Hình 3. 1 Đường cong lưu hóa ở 145 oC với các mẫu cao su từ 1- 4 .......................54
Hình 3. 2 Đường cong lưu hóa ở 145 oC các mẫu cao su từ 5-9...............................54
Hình 3. 3 Đường đồng mức Ts1 thể hiện quan hệ giữa TMTD và S ........................57
Hình 3. 4 Đường đồng mức MH thể hiện quan hệ giữa TBBS và S.........................58
Hình 3. 5 Đường đồng mức MH thể hiện tương tác giữa TBBS và TMTD .............58
Hình 3. 6 Đường đồng mức MH thể hiện quan hệ giữa S và TMTD .......................59
Hình 3. 7 Đường đồng mức shore A thể hiện quan hệ giữa TBBS và TMTD .........61
Hình 3. 8 Đường đồng mức shore A thể hiện quan hệ giữa S và TMTD .................62
Hình 3. 9 Đường đồng mức shore A thể hiện quan hệ giữa TBBS và S ..................62
Hình 3. 10 Đường cong dãn dài - ứng suất của các mẫu cao su 1-4 .........................63
Hình 3. 11 Đường cong dãn dài - ứng suất của các mẫu cao su 5-9 .........................63

Phạm Thị Thương Giang

4


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
Hình 3. 12 Đường đồng mức độ bền cơ lý thể hiện quan hệ giữa TBBS và TMTD 64
Hình 3. 13 Đường đồng mức độ bền cơ lý thể hiện quan hệ giữa S và TMTD ........65
Hình 3. 14 Đường đồng mức dãn dài khi đứt thể hiện quan hệ giữa TBBS và TMTD
...................................................................................................................................66
Hình 3. 15 Đường đồng mức dãn dài khi đứt thể hiện quan hệ giữa S và TMTD....66
Hình 3. 16 Đường đồng mức dãn dài khi đứt thể hiện quan hệ giữa S và TBBS .....67
Hình 3. 17 Đường đồng mức của thời gian lưu hóa tối ưu Tc90 ..............................69
Hình 3. 18 Đường đồng mức của độ bền kéo đứt .....................................................69
Hình 3. 19 Đường đồng mức độ dãn dài kéo đứt với hàm lượng xúc tiến TBBS =
1,2pKL.......................................................................................................................70
Hình 3. 20 Đường đồng mức độ dãn dài dư ..............................................................70
Hình 3. 21 Đường đồng mức của độ cứng shore A ..................................................71
Hình 3. 22 Đường đồng mức nén dư.........................................................................71
Hình 3. 23 Vùng lưu hóa tối ưu ................................................................................72
Hình 3. 24 Đường cong lưu hóa của cao su 66S ở các nhiệt độ từ 140°C đến 150°C
...................................................................................................................................73
Hình 3. 25 Sự phụ thuộc của các hệ số đặc trưng vào nhiệt độ lưu hóa ...................74
Hình 3. 26 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ số khuếch đại và độ truyền qua ...........75
Hình 3. 27 Sự phụ thuộc của các hệ số đặc trưng vào thời gian lưu hóa ..................76
Hình 3. 28 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ số khuếch đại và độ truyền qua ...........77
Hình 3. 29 Ảnh hưởng của hàm lượng TMTD đến các đặc trưng giao động của cao
su lưu hóa ở 145°C - 15 phút ....................................................................................78
Hình 3. 30 Ảnh hưởng của hàm lượng TMTD đến hệ số truyền qua của cao su lưu

Phạm Thị Thương Giang

5


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
hóa ở 145°C - 15 phút ...............................................................................................79
Hình 3. 31 Ảnh hưởng của TMTD đến các đặc trưng giao động của cao su lưu hóa ở
145°C-25 phút ...........................................................................................................80
Hình 3. 32 Ảnh hưởng của TMTD đến hệ số truyền qua của cao su ở 145°C - 25
phút ............................................................................................................................80

Phạm Thị Thương Giang

6


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1 Hệ số tắt rung của một số loại cao su .......................................................21
Bảng 1. 2 Tính chất tắt rung của cao su butyl ...........................................................25
Bảng 1. 3 Ảnh hưởng của chất hóa dẻo đến đặc tính tắt rung của cao su.................27
Bảng 1. 4 Giá trị năng lượng hấp thụ riêng của cao su so với thép trong những điều
kiện lực khác nhau.....................................................................................................30
Bảng 2. 1 Đơn chế tạo hợp phần cao su ....................................................................48
Bảng 2. 2 Quá trình và điều kiện trộn hợp cao su và các hóa chất. ..........................49
Bảng 2. 3 Thiết kế 23 nhân tố đủ để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ........................52
Bảng 2. 4 Thiết kế 23 nhân tố đủ để tối ưu hóa các tính chất cao su ........................53
Bảng 3. 1 Các thơng số thời gian lưu hóa ở 145°C tương ứng với các đơn pha chế

cao su với hàm lượng TBBS và TMTD khác nhau...................................................55
Bảng 3. 2 Đóng góp của các yếu tố đến thời gian lưu hóa tối ưu .............................55
Bảng 3. 3 Đóng góp của các yếu tố đến thời gian cảm ứng lưu hóa.........................56
Bảng 3. 4 Đóng góp của các yếu tố đến MH ............................................................58
Bảng 3. 5 Tính năng cơ lý của các đơn cao su ..........................................................60
Bảng 3. 6 Ảnh hưởng của các chất lưu hóa đến độ cứng Shore A ...........................61
Bảng 3. 7 Ảnh hưởng của các chất lưu hóa đến độ bền kéo đứt ...............................64
Bảng 3. 8 Ảnh hưởng của các chất lưu hóa đến độ dãn dài khi đứt..........................65
Bảng 3. 9 Bảng kết quả qui hoạch thực nghiệm tối ưu hóa ......................................68
Bảng 3. 10 Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến các thông số cơ bản của cao su
chống rung .................................................................................................................74
Bảng 3. 11 Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa đến các đặc trưng chống rung của cao

Phạm Thị Thương Giang

7


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
su ...............................................................................................................................76
Bảng 3. 12 Ảnh hưởng của hệ xúc tiến đến các đặc trưng dao động của cao su với
thời gian lưu hóa 15 phút ..........................................................................................78
Bảng 3. 13 Ảnh hưởng của hệ xúc tiến đến các đặc trưng dao động của cao su với
thời gian lưu hóa 25 phút ..........................................................................................79

Phạm Thị Thương Giang

8

Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu và chữ viết tắt

Chú giải

CSTN, NR

Cao su thiên nhiên

CIIR

Chlorobutyl Rubber

CR

Polycloroprene

SBR

Styrene Butadien Rubber

NBR

Nitrile butadiene rubber

đ.v.C

Đơn vị Cacbon

pkl

phần khối lượng

N330, HAF

Than đen N330

TBBS

N-tertbutyl-2-benzothiazolsunfenamit

TMTD

Tetrametyl Thiuram Disunfit

PA6

Polycaprolactam

PMMA

PolyMethylMethacrylate

PTFE

Polytetrafluoroethylene

EPDM

Ethylene Propylene Diene Monomer

MDR

Moving Die Rheometer

MH

Phạm Thị Thương Giang

Momen highest

9


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

ML

Momen lowest

ODR

Oscillating Disc Rheometer

PTDĐ

Phương trình dao động

Phạm Thị Thương Giang

10


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến thầy giáo PGS.TS Đặng Việt Hưng đã
hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện bản luận văn
này. Em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô đang công tác tại
trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, NCS
Nguyễn Trọng Quang và các bạn sinh viên khóa 57, 58, 59 đang học tập tại trung
tâm đã giúp đỡ, thảo luận, đóng góp ý kiến quý báu để cho em có thể hồn thành
được luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2019
Học viên

Phạm Thị Thương Giang

Phạm Thị Thương Giang

11


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
MỞ ĐẦU
Cao su thiên nhiên có tính chất vật lý tuyệt vời như độ co dãn cao, độ bền
kéo cao. Tuy nhiên cao su thiên nhiên cũng có một số tính chất khơng mong muốn
như: chống mài mịn thấp, tính chất lão hóa kém, cũng như độ chịu dầu thấp, khả
năng truyền nhiệt kém. Để khắc phục những hạn chế này, cần nghiên cứu các đơn
pha chế bằng cách pha trộn cao su thiên nhiên với hợp chất khác.

Ngày nay, các loại cao su kỹ thuật là những vật liệu vô cùng quan trọng
trong công nghiệp và đời sống. Trong đó, cao su chống rung/giảm chấn là vật liệu
đảm bảo cho sự vận hành tốt hơn của các loại máy móc thiết bị cơng nghiệp: khơng
gây tiếng ồn, giảm sự hỏng hóc, duy trì khả năng làm việc lâu bền của máy móc.
Cao su chống rung có mặt trong tất cả các lĩnh vực quan trọng: giao thơng vận tải,
cơ khí chế tạo, lắp ráp ô tô, quốc phòng, an ninh. Một số sản phẩm cao su chống
rung ứng dụng như: đệm chống rung cho đầu máy xe lửa; đệm chống va đập cho tàu
biển; đệm chống rung cho trụ cầu, vòng đệm, chân đế chống rung/giảm chấn cho
các máy công nghiệp. Gần đây, chúng cũng được sử dụng làm hệ thống cách ly cơ
sở để bảo vệ cấu trúc các hệ thống xây dựng trên quy mô lớn khỏi các trận động đất
ở Nhật Bản, Hoa Kỳ và Trung Quốc [10], [12],[20].
Việt Nam lại là nước xuất khẩu cao su thiên nhiên với số lượng lớn; tuy
nhiên, các loại cao su cho chống rung/giảm chấn chất lượng cao, chủ yếu vẫn phải
nhập từ nước ngồi. Từ thực tế đó, em đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc trưng
lưu hóa và tính chất chống rung của cao su nhiên nhiên” làm chủ đề cho luận
văn của mình.

Phạm Thị Thương Giang

12


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
Mục đích nghiên cứu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận văn
Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống
rung của cao su thiên nhiên.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận văn: Để thực hiện mục tiêu trên,
đã lựa chọn đối tượng nghiên cứu là:
1. Nghiên cứu chế độ lưu hóa cao su NR, xác định các đặc trưng lưu hóa,
xây dựng chế độ lưu hóa tối ưu.

2. Ảnh hưởng của hệ xúc tiến lưu hóa đến tính chất cơng nghệ, tính chất cơ
học tĩnh và từ đó tối ưu hóa đơn pha chế.
3. Khảo sát các tính chất sử dụng của cao su NR
- Hệ số lão hóa nhiệt (độ bền kéo, dãn dài, độ cứng shore A).
- Một số tính chất cơ học: độ cứng nén, mô đun nén, độ hồi phục.
- Độ đàn hồi nảy và mối quan hệ giữa độ đàn hồi nảy của cao su và hệ số
giảm chấn.
Tóm tắt cơ đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
✓

Khảo sát các đặc trưng của cao su thiên nhiên bao gồm: tính chất cơ

lý, nhiệt độ và đặc trưng lưu hóa, các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cơ tính cao su
như độ nhớt mooney, hàm lượng xúc tiến.
✓

Khảo sát tính chất chống rung của cao su.

✓

Kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu chuyên sâu về vật liệu cao su thiên

nhiên chống rung, giảm chấn với các lĩnh vực khoa học khác như cơ khí, giao
thơng, điện tử… Nhằm đưa đề tài ứng dụng thành công trong thực tế ở Việt Nam.
Với các nội dung thực hiện như sau:
1. Nghiên cứu khảo sát các tính chất của hợp phần cao su khi sử dụng hàm
lượng xúc tiến khác nhau (ở đây sử dụng chất xúc tiến TMTD và TBBS), để từ đó
lựa chọn hàm lượng chất xúc tiến thích hợp để triển khai các nghiên cứu tiếp theo.
2. Khảo sát khả năng chống rung của cao su.

Phạm Thị Thương Giang

13


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Tình hình nghiên cứu vật liệu chống rung trên thế giới và Việt Nam
Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Đã có nhiều nghiên cứu về các vật liệu giảm chấn chống rung, nhưng cao su
là vật liệu có các tính chất q giá có khả năng giảm chấn và chống rung ưu việt
nhất.
Năm 1985, H. Abdulhadi, Irbid [25] đã coi 1 khối cao su hình trụ có hệ số
giảm chấn nhớt Ceq là tương đương với 1 lị xo có độ cứng K và thơng qua mơ hình
tốn học đã xây dựng phương trình dẫn nhiệt mơ tả trường nhiệt độ bên trong mẫu
cao su. Sau khi tiến hành đo nhiệt độ các vị trí khác nhau trong mẫu cao su đã rất đã
kết luận rằng mơ hình tốn học của cao su có độ tin cậy cao, và nhiều nhà khoa học
đã sử dụng các mơ hình tốn học và cơng cụ mơ phỏng để phân tích và kiểm sốt
rung động, phân tích phương thức, theo dõi điều kiện và sửa đổi cấu trúc
động[26],[27],[28], ],[29].
Tác giả David Frankovich cũng có quan điểm giống với M. Abdulhadi và
ông đã xác định được công thức xác định hệ số đàn hồi K của vật liệu cao su có
hình dạng khác nhau. Khả năng chống rung của vật liệu còn phụ thuộc vào hệ số
hình dạng do cao su khơng bị nén, nên khi đặt tải trọng lên sẽ bị xô lệch cấu trúc
[14].
Năm 2001, D.D.L. Chung đã nghiên cứu về những vật liệu chống rung bằng
kim loại, polyme, ceramic và compozit [13].Các kết quả cho thấy cao su neoprene
có khả năng tắt rung cao nhất (giá trị tan) vượt trội nhưng mô đun tích trữ và mơ
đun tổn hao của nó lại thuộc hàng thấp nhất.
Năm 2011, Der-Ho Wu và Hsun-Heng Tsai [15] đã tìm ra phương pháp chế

tạo hệ cao su thiên nhiên phối hợp với cacbon nanotube đa tường có khả năng
chống rung cao. Đến năm 2014, Xun Lu, Xujun Li và Min Tian đã tạo ra được hỗn
hợp cao su blend có khả năng giảm xóc chống rung trong dải nhiệt độ và tần số cao
[24]. Cũng trong năm 2011, nhóm tác giả Xing Zhou, Youyi Sun, Yong Jiang,

Phạm Thị Thương Giang

14


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
Yaqing Liu, Guizhe Zhao [23] đã đưa các hạt oxit sắt từ dưới dạng nano vào trong
cao su thiên nhiên. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện độ bền kéo và từ tính
bão hòa cao so với cao su thiên nhiên.
Năm 2015, Choudhary và Kaur đã nghiên cứu vật liệu và ứng dụng chúng
trong hệ nano chống rung thu được kết quả cao [30]. Điều này cho thấy rằng các
nghiên cứu đa chiều liên quan đến vật liệu chống rung đang ngày càng phát triển
mạnh mẽ trên thế giới.
Năm 2017, Eunsoo Choi, Heejung Youn, Kyoungsoo Park, Jong-Su Jeon đã
thử nghiệm độ rung của lò xo cao su nén trước và bộ giảm chấn thông minh [31].
Hệ thống trên bao gồm vật liệu là cao su trên cơ sở polyuretan và cơ cấu thép. Mơ
hình thử nghiệm này khẳng định có khả năng chống được động đất, mở ra một ý
nghĩa to lớn trong lĩnh vực xây dựng.
Tình hình nghiên cứu trong nước
Đối với Việt Nam, việc nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu và sản phẩm
cao su kỹ thuật trên cơ sở cao su thiên nhiên, cao su blend đã được thực hiện trong
vài năm gần đây. Năm 2014, Phạm Như Hoàn đã [6] nghiên cứu thành công sản
phẩm đệm chống rung trên cơ sở cao su butadiene nitril (NBR), làm việc trong điều
kiện chịu nén liên tục.
Năm 2015, Tác giả Bùi Chương, Đặng Việt Hưng và các cộng sự [2] sử

dụng qui hoạch thực nghiệm và phần mềm phân tích phương sai để nghiên cứu sự
ảnh hưởng của hệ lưu hóa đến tính chất blend NR/NBR. Kết quả chỉ ra được sự ảnh
hưởng của hệ lưu hóa đến thời gian lưu hóa tối ưu, độ bền kéo, độ dãn dài, độ
trương nở.
Cũng trong những nghiên cứu về cao su chống rung nói trên, Đặng Việt
Hưng và các cộng sự đã nghiên cứu các đặc trưng và tính chất cơ học động của
blend NR/NBR [3]. Kết quả cũng cho thấy chất độn ảnh hưởng chủ yếu đến mô đun
tổn hao của NBR nhưng lại ảnh hưởng chủ yếu đến tan trong pha NR.

Phạm Thị Thương Giang

15


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
1.1. Các vật liệu chống rung
Trong kỹ thuật cũng như đời sống hàng ngày các cấu trúc cần được ổn định
và lâu dài (đặc biệt là thời gian phục vụ dưới tác động mỏi), điều khiển vị trí, tính
chất và giảm ồn nên các dao động và rung động cần được hạn chế.
Hạn chế các dao động có thể đạt được bằng cách tăng khả năng tắt rung
(khả năng này được thể hiện bởi tang góc tổn hao, tan ) và/hoặc tăng độ cứng
(được thể hiện bằng mơ đun tích trữ). Mơ đun tổn hao là tích số của hai đại lượng
này và do đó được coi là chỉ số đánh giá khả năng giảm dao động.
Việc tắt rung của một cấu trúc có thể đạt được bằng cách chủ động hoặc bị
động. Phương pháp bị động sử dụng khả năng sẵn có của một số vật liệu (hoặc là
vật liệu cấu trúc hoặc phi cấu trúc) để hấp thụ năng lượng dao động (ví dụ, thông
qua biến dạng cơ học), do vậy tạo ra sự phân tán năng lượng thụ động. Phương pháp
chủ động sử dụng các cảm biến để phát hiện và hoạt hóa các kết cấu để hạn chế dao
động trong thời gian thực. Phương pháp bị động có giá thành thấp hơn và dễ ứng
dụng hơn.

Vật liệu để tắt rung chủ yếu là kim loại, polyme do chúng có đặc tính đàn
hồi nhớt trong đó, cao su là vật liệu sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, tính chất đàn
hồi nhớt không phải là cơ chế duy nhất để tắt rung. Các khuyết tật như lệch mạng,
biên giới pha, hạt và một số khuyết tật bề mặt cũng đóng góp vào việc tắt rung do
các khuyết tật có thể dịch chuyển nhẹ và các bề mặt có thể trượt nhẹ so với nhau
trong q trình rung động do đó cũng phân tán năng lượng. Do đó vi cấu trúc ảnh
hưởng rất mạnh đến khả năng tắt rung của vật liệu. Khả năng tắt rung không những
phụ thuộc vào vật liệu mà còn phụ thuộc vào tần số hoạt động bởi độ đàn hồi nhớt
cũng như đáp ứng của các khuyết tật cũng phụ thuộc vào tần số. Hơn nữa, khả năng
tắt rung còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Vật liệu chống rung đã được tổng kết trong một
số bài tổng quan gần đây [1-6].

1.1.1. Kim loại
Kim loại sử dụng cho tắt rung bao gồm các hợp kim nhớ hình, hợp kim sắt
Phạm Thị Thương Giang

16


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
từ và một số hợp kim khác. Các hợp kim sắt từ tắt rung theo cơ chế từ - cơ
(magnetomechanical) (nghĩa là sự chuyển động của các domain từ trong vùng biên
trong quá trình dao động). Các hợp kim khác có khả năng tắt rung thông qua việc
thiết kế vi cấu trúc. Kiểu cuối cùng là loại phổ biến nhất và được sử dụng do giá
thành thấp. Tuy nhiên, có thể có nhiều hơn một cơ chế được áp dụng cho cùng một
vật liệu. Các hợp kim dùng cho tắt rung bao gồm những loại trên cơ sở sắt (gang
thép, Fe-Ni-Mn…); nhôm (Al-Ge, Al-Co, …), kẽm (Zn-Al), chì, thiếc (Sn-In), titan,
niken, zirconi, đồng và magiê…Do bề mặt phân chia giữa pha gia cường và nền
trong compozit có xu hướng tăng khả năng tắt rung, bên cạnh hiệu ứng đã biệt về
tăng độ cứng. Độ cứng cao là hữu ích cho việc giảm rung động. Tuy nhiên,

compozit nền kim loại có giá thành cao nên khó cạnh tranh với các hợp kim. Dạng
phổ biến của compozit là dạng tấm trong đó các lớp có tính tắt rung cao được bố trí
nằm xen kẽ và kẹp giữa các lớp cứng. Biến dạng trượt của các lớp bị kẹp mang lại
khả năng tắt rung.

1.1.2. Polyme
Do tính chất đàn hồi nhớt, polyme có khả năng chống rung cao, nổi bật nhất
là cao su. Tuy nhiên, cao su có độ cứng thấp nên có mơ đun tổn hao rất thấp. Nói
chung, các elastomer và một số nhựa nhiệt dẻo vơ định hình có nhiệt độ hóa thủy
tinh dưới nhiệt độ phòng là một điều kiện tốt để tắt rung. Các polyme blend và các
mạng thâm nhập cũng có nhiều khả năng để làm vật liệu chống rung do bề mặt phân
chia giữa các cấu tử trong blend cũng tạo ra cơ chế tắt rung động.

1.1.3. Ceramic
Ceramic không phải là vật liệu tắt rung tốt nhưng có độ cứng cao. Tuy
nhiên, cải tiến khả năng tắt rung của ceramic cấu trúc là rất có giá trị với các cấu
trúc ceramic. Việc sử dụng bản thân vật liệu cấu trúc này cho việc tắt rung làm giảm
nhu cầu vật liệu chống rung phi cấu trúc, mà các vật liệu này có độ bền, độ chịu
nhiệt thấp và lại có độ cứng thấp. Vật liệu cấu trúc thường sử dụng nhất là bê tông Phạm Thị Thương Giang

17


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
một loại compozit nền ceramic. Việc đưa silica dạng sương mù (hạt mịn) vào trong
xi măng tạo ra bề mặt phân chia pha lớn và do đó tăng đáng kể khả năng tắt rung.
Đưa latex vào cũng làm tăng khả năng tắt rung do bản chất đàn hồi nhớt của latex.
Việc đưa cát hoặt sợi cacbon có đường kính 15 micro vào hỗn hợp khơng giúp làm
tăng khả năng tắt rung do kích thước lớn của chúng.

1.1.4. So sánh giữa các vật liệu
Do sự khác biệt về phương pháp thử nghiệm và cấu hình của mẫu thử trong
các nghiên cứu của các nhà nghiên cứu khác nhau nên sự so sánh định lượng về khả
năng chống rung của các vật liệu là rất khó khăn. Tuy nhiên, trong bảng cũng đưa ra
so sánh giữa giữa các vật liệu đại diện, thử nghiệm trong cùng một phịng thí
nghiệm. Trong số tất cả các vật liệu, polymer có khả năng tắt rung cao nhất (tan )
cịn kim loại lại có mơ đun tổn hao lớn nhất. Mặc dù vật liệu trên cơ sở xi măng có
khả năng tắt rung thấp hơn polymer nhưng mô đun tổn hao lại tương tự nhau (ngoại
trừ một số vữa cá biệt). Compozit nền polymer sợi cacbon là vật liệu có khả năng
tắt rung thấp nhất nhưng mô đun tổn hao cao tương đương với kim loại nếu sử dụng
dạng compozit xếp lớp.
Cao su neoprene có giá trị tan d vượt trội nhưng mơ đun tích trữ lại thấp do
đó mơ đun tổn hao của nó lại thuộc hàng thấp nhất. Trong các loại nhựa nhiệt dẻo,
PMMA, PTFE và PA6, acetal thì PMMA có mơ đun tổn hao lớn nhất trong khi
PTFE có tan lớn nhất. Nhựa epoxy là loại có tan thấp nhất trong các loại polymer.
Tan d của vữa xi măng tương đương với nhôm và compozit sợi cacbon mặc dầu mơ
đun tích lũy thấp hơn. Do vậy vữa xi măng có khả năng tắt rung cao thậm chí cả khi
khơng có phụ gia. Thêm cát vào xi măng có khả năng tắt rung rất thấp. Tuy nhiên,
đưa silica sương mù vào vữa sẽ làm tăng rất mạnh khả năng tắt rung, nâng giá trị
tan d trở về mức của vữa xi măng.

Phạm Thị Thương Giang

18


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
1.2. Vật liệu chống rung trên cơ sở cao su

1.2.1. Kết cấu chống rung

Cao su chống rung được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm hàng không,
phương tiện giao thông, tàu thủy, máy, quạt, bơm và các thiết bị phụ trợ khác bởi
cao su có một loạt các ưu điểm sau:
+ Khơng những hình dạng của sản phẩm cao su có thể tự do lựa chọn mà có
thể điều chỉnh độ cứng của cao su từ đơn pha chế và do vậy dễ dàng đáp ứng các
yêu cầu về độ cứng và độ bền.
+ Điều chỉnh đơn pha chế có thể thay đổi tính chất chống rung. Diện tích
giữa đường cong ứng suất – dãn dài giữa đường đặt tải và tháo tải là diện tích vịng
trễ. Diện tích mỗi vịng trễ sau mỗi chu kỳ tương đương với lượng nhiệt thoát ra,
năng lượng này chính là năng lượng tiêu tán. Điều chỉnh đơn pha chế có thể tạo ra
các sản phẩm có tỷ số tắt rung (damping ratio) trong khoảng từ 0,05 – 0,1. Khi
không thể tránh khỏi dao động cộng hưởng, tỷ số tắt rung có thể điều chỉnh từ 0,15
– 0,25.
+ Độ cứng khi chịu va đập lớn hơn độ cứng động và độ cứng động lớn hơn
độ cứng tĩnh. Điều đó giúp làm biến dạng khi va đập và khi chịu tải trọng động.
Nguyên tắc của việc sử dụng vật liệu polymer để giảm rung và giảm độ ồn
là do bản chất đàn hồi nhớt của vật liệu. Khi chịu tác động của ngoại lực, độ dãn dài
thay đổi chậm pha hơn so với sự thay đổi ứng suất gây ra hiện tượng trễ pha trong
mỗi chu kỳ tác động của ngoại lực. Tiêu tán năng lượng cơ học xảy ra do hiện
tượng ma sát, một phần năng lượng dao động cơ học hoặc dao động âm chuyển
thành nhiệt năng hay năng lượng cơ học chuyển hóa thành nhiệt năng gây ra tổn hao
cơ học.
Cấu trúc phân tử, nhiệt độ và tần số tác động và một số yếu tố khác ảnh
hưởng đến ma sát nội. Ma sát nội có quan hệ trực tiếp với kích thước của bản thân
cấu trúc phân tử, khi mạch phân tử có chứa các nhóm thế, ma sát nội trong các
chuyển động segmen tăng và do đó làm tăng ma sát. Bởi vì polyisobutylen có chứa
Phạm Thị Thương Giang

19

Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
các nhóm thế metyl đối xứng trong mắt xích cơ bản và tỷ lệ các nhóm thế này trong
mạch hơn 97% do đó ma sát nội rất lớn. Điều này giải thích tại sao cao su butyl có
khả năng tắt rung cao nhất.
Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg của polymer cũng là chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá khả năng tắt rung. Cao su butyl có nhiệt độ Tg khoảng -70oC. Hơn nữa khoảng
nhiệt độ mà butyl tắt rung mạnh trải dài từ -70oC đến 20oC.
Cao su tắt rung thường được đặc trưng bằng hệ số tắt rung tan d. Để có hiệu
quả tắt rung cao tan d cần phải đáp ứng hai yêu cầu sau:
+ Thứ nhất: tan d phải lớn trong khoảng tần số và nhiệt độ hoạt động của
sản phẩm.
+ Thứ hai: pic tan d càng rộng càng tốt để tăng khả năng hấp thụ năng
lượng trong khoảng nhiệt độ và tần số rộng.
Khi tần số tăng, mô đun động tăng, pic góc tổn hao tăng. Pic này tăng bởi vì
vật liệu dần chuyển đến trạng thái thủy tinh do tăng tần số tương đương với giảm
nhiệt độ. Hệ số tắt rung của các đệm cao su càng cao càng tốt tuy nhiên nhiệt sinh ra
càng lớn cũng sẽ ảnh hưởng đến khả năng lão hóa của sản phẩm. Do đó cần phải
quan tâm đến cả mức độ hấp thụ năng lượng và khả năng chịu nhiệt của sản phẩm
nên cần phải điều chỉnh và khống chế tan d ở mức độ phù hợp.
Khi hình dạng của đệm chống rung đã được xác định, các chỉ số đặc trưng
của cao su chống rung là:
+ Độ cứng tĩnh K bởi vì tần số riêng của cao su o chịu ảnh hưởng của sự
thay đổi độ cứng K theo công thức K = M.o2. trong đó M là khối lượng của máy
cần đỡ.
+ Tính chất tắt rung của đệm, chức năng chính của đệm là hấp thụ năng
lượng dao động từ nguồn phát, cần đặc biệt tránh hiện tượng cộng hưởng
+ Mô đun động của cao su theo hướng tác dụng lực chính, loại kiểu tác
động nén, trượt hoặc phức hợp. Trên cơ sở quan hệ giữa cấu trúc phân tử và tính
chất cơ học động của cao su cần lựa chọn cao su có độ cứng của mạch phù hợp bởi

Phạm Thị Thương Giang

20


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
nếu phân tử quá mềm dẻo, thời gian hồi phục q nhanh thì ít thể hiện tính chất đàn
hồi nhớt.
Trong q trình thiết kế đệm chống rung, bên cạnh việc xem xét các tính
chất trên cần quan tâm đến loại và điều kiện sử dụng đệm chống rung, đến độ mỏi,
rão, độ bền nhiệt, độ bền kết dính giữa thép và cao su và một số tính chất khác.

1.2.2. Ảnh hưởng của loại cao su
Độ cứng của cao su (mô đun đàn hồi) chủ yếu được điều chỉnh bằng chất
độn và chất hóa dẻo, ít chịu ảnh hưởng bởi loại cao su. Tính chất chống rung phụ
thuộc vào cấu trúc phân tử của cao su ví dụ như đưa thêm các nhánh vào sẽ làm
tăng thể tích, do hiệu ứng cản trở khơng gian có thể làm cản trở sự chuyển động của
các phân tử cao su nên làm tăng ma sát giữa các phân tử và làm tăng hiệu quả chống
rung (ví dụ như cao su butyl, nitril) như vậy tan d tăng.
Sự có mặt của các tinh thể có thể làm giảm tính chất chống rung chẳng hạn
như cao su isoprene. Có thể hạn chế điều này bằng cách phối trộn với cao su butyl
hoặc clo butyl.
Hệ số tắt rung của một số loại cao su trong bảng 1.1.
Bảng 1. 1 Hệ số tắt rung của một số loại cao su

Loại cao su

Tan 

Loại cao su

Tan 

Cao su thiên nhiên NR

0,05 – 0,15

Cao su nitril NBR

0,25 – 0,40

Cao su SBR

0,15 – 0,30

Cao su butyl IIR

0,25 – 0,40

Cao su clopren CR

0,15 – 0,30

Cao su silicon Q

0,15 – 0,20

Từ bảng có thể thấy rằng cao su butyl, cao su nitril có hệ số tắt rung cao
nhất, cao su clopren, silicon và urethane, EPDM ở mức trung bình, cao su thiên

nhiên cao su SBR ở mức thấp. Mặc dù có hệ số tắt rung thấp nhưng lại có khả năng
kháng mỏi, tính chất cơ lý cao, bám dính tốt với kim loại do vậy cao su thiên nhiên
vẫn được sử dụng rộng rãi để làm đệm chống rung. Khi cần chịu thời tiết có thể sử
dụng cao su clopren; khi cần chịu dầu có thể sử dụng cao su nitril có hàm lượng
Phạm Thị Thương Giang

21


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
nitril thấp. Với các ứng dụng tắt rung nhỏ có thể sử dụng silicon cịn với ứng dụng
tắt rung lớn có thể sử dụng cao su butyl.
Lựa chọn hệ cao su blend có độ tương hợp và đồng lưu hóa sẽ mở rộng pic
tắt rung một cách hiệu quả, cho phép cải thiện các tính chất khác nữa. Bằng cách
thay đổi tỷ lệ giữa hai loại cao su có hai nhiệt độ hóa thủy tinh khác nhau có thể
nhận được vật liệu có các mơ đun khác nhau và hệ số tắt rung khác nhau và khoảng
nhiệt độ hóa thủy tinh cũng được mở rộng hơn. Cao su butyl tương hợp kém với các
loại cao su khác, các cao su halogen hóa như clo butyl hay brom butyl có độ tương
hợp tốt hơn.
Cao su butyl ở vùng nhiệt độ thấp bản thân nó có tính chất tắt rung tốt,
nhưng để có tính chất gia cơng tốt có thể sử dụng cao su butyl halogen hóa và có thể
phối hợp với cao su thiên nhiên. Cao su butyl phối trộn với SBR với bất kỳ tỷ lệ nào
và có khả năng chịu nhiệt độ lạnh tốt. Vùng tan d của cao su butyl bằng 0,3 là
khoảng 60oC nhưng giá trị này giảm mạnh khi nhiệt độ lớn hơn 10oC, điều đó hạn
chế việc sử dụng cao su này trong các ứng dụng ở nhiệt độ thường. Để mở rộng
vùng tác dụng ở nhiệt độ cao, cao su này được lưu hóa động với nhựa nhiệt dẻo
chẳng hạn với PP.
Để mở rộng khoảng nhiệt độ và tần số làm việc người ta có thể chế tạo
blend của 3 loại cao su khác nhau. Khi đưa thêm CR vào blend CIIR/NBR đã làm
tăng tan d > 0,3 trong khoảng nhiệt độ từ - 86,4oC – 74,6oC và khoảng tần số từ 10-2

đến hơn 109 Hz [9].

1.2.3. Ảnh hưởng của hệ xúc tiến
Hệ xúc tiến ảnh hưởng đến độ cứng, hệ số tắt rung, khả năng chịu nhiệt,
kháng mỏi. Mật độ lưu hóa cao có thể giúp làm tăng hiệu quả tắt rung.
Thông thường các liên kết ngang chứa ít lưu huỳnh hoặc không chứa lưu
huỳnh thường bền hơn, mô đun đàn hồi lớn hơn nhưng hệ số tắt rung nhỏ hơn. Sử
dụng hệ lưu hóa thơng dụng và tăng mức độ khâu mạch một cách thích hợp có thể
làm tăng khả năng hấp thụ va đập, tăng độ kháng mỏi động nhưng khả năng chịu
Phạm Thị Thương Giang

22


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
nhiệt không cao. Chẳng hạn sử dụng hệ lưu hóa hiệu quả và bán hiệu quả cho cao su
thiên nhiên có thể làm tăng khả năng chịu nhiệt nhưng kháng mỏi giảm và kết dính
với kim loại giảm. Do vậy cần phải điều chỉnh mức độ lưu hóa phù hợp để có sự
cân bằng giữa các tính chất. Sử dụng hệ lưu hóa bằng lưu huỳnh có khả năng chịu
nhiệt hạn chế do vậy cần phải sử dụng các hệ lưu hóa khơng dùng lưu huỳnh để có
khả năng chịu nhiệt cao hơn. Các cao su có khả năng chịu nhiệt tốt như cao su flo,
acrylic, EPDM, silicon và nitril hydro hóa, chlorosulfonat polyethylene,
polychloroprene, epichlorohydrin nhưng chúng lại có khả năng chịu mỏi khơng cao
và khả năng kết dính tạo hình với kim loại kém do đó ít được dùng làm cao su giảm
chấn. Hệ lưu hóa cho cao su butyl bao gồm lưu huỳnh và các chất nhường lưu
huỳnh và có thể lưu hóa bằng các loại nhựa và quinon. Hệ lưu hóa cho cao su butyl
dùng làm cao su chống rung gồm hệ lưu hóa sử dụng kẽm ơ xít, nhựa phenolic, hệ
amin và thiurea. So sánh hệ thấy rằng độ bền kéo và độ bền xé tương đương, lưu
hóa phenolic và quinon có tan d cao hơn và độ dãn dài nhỏ hơn. Hệ phenolic lưu
hóa nhanh hơn và khả năng chống quá lưu tốt hơn. Trong hệ lưu hóa phenolic lưu

hóa nhanh ở nhiệt độ lưu hóa thấp và lưu hóa nhanh nếu có mặt các chất
dinitrosobenzen và diphenyl guadinin và có tính chất chung tốt hơn cả. Trong cao
su IIR, do xúc tiến DZ có hiệu ứng khơng gian lớn nên có độ đàn hồi nảy thấp nhất,
năng lượng tiêu tán lớn nhất, tính chất tắt rung tốt. Đưa xúc tiến M vào làm cho độ
đàn hồi nảy cao nhất, tổn hao năng lượng nhỏ nhất, tính chất tắt rung kém nhất. Khi
đưa xúc tiến DZ và CZ vào cao su, sau lão hóa nhiệt ở nhiệt độ cao và thời gian dài
độ mềm của cao su tăng.

1.2.4. Ảnh hưởng của chất độn
Ảnh hưởng của chất độn đến tính chất động và đặc trưng tắt rung bởi cả hai
tính chất này có quan hệ chặt chẽ với nhau. Khi cao su chịu biến dạng, chuyển động
phân tử sẽ gây ra ma sát giữa cao su và các chất độn hoặc giữa các chất độn - chất
độn sẽ làm tăng khả năng tắt rung. Kích thước hạt độn càng nhỏ, diện tích tiếp xúc
càng lớn, càng làm tăng liên kết vật lý do đó tổn hao vịng trễ khi chịu tải trọng
Phạm Thị Thương Giang

23


Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên
động càng lớn, tổn hao tan d lớn, mô đun tĩnh và động đều lớn. Chất độn có hoạt
tính lớn hơn, tương tác với các phân tử cao su mạnh hơn do vậy cao su lưu hóa có
độ cứng và khả năng tắt rung cao. Hình dạng của hạt độn cũng ảnh hưởng đến đặc
tính chống rung và mô đun của hỗn hợp cao su, ví dụ chất độn mica dạng lớp có thể
tạo được khả năng tắt rung cao và mo đun cao hơn.
Trong đơn pha chế cao su chống rung trên cơ sở cao su thiên nhiên thường
sử dụng than lò bán gia cường và than nhiệt phân kích thước nhỏ sẽ tốt hơn. Với
cao su tổng hợp than đen thường là loại than thông dụng. Thông thường khi tăng
hàm lượng than độ cứng và khả năng tắt rung tăng. Trong một số trường hợp, cùng
hàm lượng nhưng than đen có kích thước nhỏ như HAF sẽ có độ cứng và tắt rung

cao hơn so với than bán gia cường. Hơn nữa khi tăng hàm lượng than thì sự phụ
thuộc các tính chất vào biên độ tác động càng tăng. Khi biên độ dao động tăng, hàm
lượng than càng lớn thì mơ đun thấp hơn và khả năng tắt rung tăng đáng kể. Khi
biên độ dao động nhỏ (gần đến không) hàm lượng than ít ảnh hưởng đến hệ số tắt
rung. Rõ ràng rằng khi kích thước hạt than đen giảm, độ hoạt động tăng sẽ làm tăng
mô đun, tăng khả năng tắt rung và hấp thụ va đập. Nhưng độ kháng mỏi có chiều
hướng trái ngược: kích thước hạt càng nhỏ, phá hủy do mỏi càng lớn.
Khi đưa than đen vào cao su, các phân tử cao su hấp thụ lên bề mặt than
góp phần làm tăng độ nhớt biểu kiến. Khi hàm lượng than tăng, độ nhớt tăng. Dưới
tác dụng của ứng suất ngoại các mạch cao su trượt, các liên kết bị phá vỡ nhưng khi
tháo tải các mạch cao su tái hấp thụ lên bề mặt than và do đó vẫn duy trì được tương
tác. Để có giá trị lớn nhất của đặc tính chống rung của cao su, tính chất rão và giảm
phụ thuộc vào nhiệt độ cần đưa vào một số phụ gia đặc biệt như vermiculite,
graphit…
Silica có kích thước hạt nhỏ, tác dụng gia cường chỉ sau than đen nhưng
tính chất động học tốt hơn rất nhiều so với than đen.
Các chất độn như canxi cacbonat, clay, magie cacbonat và một số chất độn
vô cơ khác có khả năng gia cường yếu nên để có được mô đun đàn hồi mong muốn
cần phải dùng với tỷ lệ lớn nhưng điều đó ảnh hưởng trái chiều đến các tính chất
Phạm Thị Thương Giang

24