Cao su nitril (NBR) là vật liệu cao su được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp ô tô, hàng không… với nhiều đặc tính kỹ thuật ưu việt như dễ gia công, phạm vi nhiệt độ làm việc rộng (từ -35 độ C đến 100 độ C) và đặc biệt là khả năng bền dầu mỡ. Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu này trong chế tạo các chi tiết cao su làm việc trong điều kiện khắc nghiệt như vừa có khả năng bền dầu mỡ, bền nhiệt và chịu mài mòn còn hạn chế do khả năng chịu mài mòn không cao và dễ bị lão hóa nhiệt của cao su NBR.

Độ trương của các mẫu vật liệu trên cơ sở cao su blend NBR/UHMWPE

Xuất phát từ thực tế trên, TS. Lương Như Hải cùng các cộng sự thuộc Trung tâm phát triển công nghệ cao thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su nanocompozit tính năng cao trên cơ sở cao su blend NBR/UHMWPE định hướng sản xuất các chi tiết cao su chịu mài mòn cao và bền dầu mỡ”.

Cấu trúc hình thái bề mặt gãy mẫu cao su blend NBR/UHMWPE với than đen và nanosilica

Mục tiêu của đề tài là chế tạo ra được vật liệu cao su nanocompozit có tính năng cơ lý, kỹ thuật cao, bền mài mòn và bền dầu mỡ và ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit trong chế tạo bạc cao su trong máy bơm và các chi tiết cao su chịu mài mòn và bền dầu mỡ trong thiết bị, động cơ công nghiệp. Để đạt được mục tiêu này, nhiệm vụ đã dùng kết hợp hai giải pháp để nâng cao tính chất cơ lý, nhiệt cho vật liệu: giải pháp thứ nhất là blend hóa cao su NBR với nhựa UHMWPE có đặc tính bền mài mòn, tự bôi trơn và bền nhiệt nhằm tối ưu hóa tính chất cũng như giá thành của vật liệu; giải pháp thứ hai là ứng dụng hiệu ứng đồng gia cường phụ gia nanosilica phối hợp với chất độn than đen để nâng cao tính chất cơ lý cho vật liệu cao su blend NBR/UHMWPE. 

Đề tài đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá kết quả đạt loại xuất sắc vào ngày 23/02/2022, với các kết quả như sau: Đã chế tạo được vật liệu cao su nanocompozit tính năng cao từ blend của cao su nitril/ nhựa polyetylen khối lượng phân tử siêu cao (NBR/UHMWPE) với tác nhân tương hợp là cao su clopren (CR) và chất độn gia cường là than đen kết hợp với phụ gia nanosilica biến tính; Vật liệu cao su nanocompozit thu được có tính chất cơ lý, kỹ thuật cao có thể đáp ứng để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật, đặc biệt là các sản phẩm cao su bền nhiệt, bền dầu mỡ và chịu mài mòn cao. Với các tính chất cơ lý, kỹ thuật như sau: Độ bền kéo đứt: 25,62 MPa; độ giãn dài khi đứt: 415 %; độ cứng: 86 Shore A; độ mài mòn: 0,178 cm3/1,61km; độ trương trong dầu diesel: 5,22%; Xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu cao su nanocompozit có tính năng cao với quy mô phòng thí nghiệm có công suất ≤ 350g/mẻ; Được cấp 01 Bằng độc quyền sáng chế “Vật liệu cao su nanompozit và quy trình chế tạo vật liệu này”, ngày 28/7/2021 của Cục Sở hữu trí tuệ; Chế tạo được 05 sản phẩm mẫu bạc trượt cao su từ vật liệu cao su nanocompzit tính năng cao; Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ đã công bố được 01 bài báo trên Tạp chí Hóa học và tham gia đào tạo 01 thạc sĩ.

P.A.T (Tổng hợp)