Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt may: Nghiên cứu sử dụng xơ da phế thải và xơ dệt để chế tạo vật liệu cao su compozit ứng dụng làm tấm trải sàn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:165

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án nhằm nghiên cứu tái sử dụng xơ da thuộc phế thải, xơ dệt trên cơ sở xác định được chế độ gia công và đơn phối liệu phù hợp để chế tạo vật liệu polyme compozit nền cao su; đánh giá được khả năng ứng dụng của vật liệu polyme compozit từxơ da thuộc phế thải, xơ dệt trên cơ sở cao su vào làm vật liệu trải sàn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt may: Nghiên cứu sử dụng xơ da phế thải và xơ dệt để chế tạo vật liệu cao su compozit ứng dụng làm tấm trải sàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------------------- LÊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XƠ DA PHẾ THẢI VÀ XƠ DỆT ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT ỨNG DỤNG LÀM TẤM TRẢI SÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT MAY Hà Nội – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------------------- LÊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XƠ DA PHẾ THẢI VÀ XƠ DỆT ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT ỨNG DỤNG LÀM TẤM TRẢI SÀN Ngành: CÔNG NGHỆ DỆT, MAY Mã số: 9540204 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. ĐOÀN ANH VŨ 2. TS. NGUYỄN PHẠM DUY LINH Hà Nội – 2020 Hà Nội – 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được tác giả khác công bố. Một phần kết quả của luận án được chính tôi thực hiện trong khuôn khổ của của đề tài khoa học công nghệ cấp Thành phố Hà Nội. Mã số đề tài: 01C-03/01-2014-2 do TS. Đoàn Anh Vũ đồng thời là thầy hướng dẫn luận án làm chủ nhiệm. Tôi đã được chủ nhiệm đề tài đồng ý cho phép sử dụng các kết quả này trong báo cáo của luận án (có giấy xác nhận của đề tài). Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Các thí nghiệm được tiến hành một cách nghiêm túc trong quá trình nghiên cứu, không có sự sao chép từ bất kỳ tài liệu khoa học nào. Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2020 Tập thể hướng dẫn khoa học Tác giả 1. TS. Đoàn Anh Vũ Lê Thúy Hằng 2. TS. Nguyễn Phạm Duy Linh i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Đoàn Anh Vũ và TS. Nguyễn Phạm Duy Linh, những người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn hết lòng, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi, góp ý cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp thuộc Viện Dệt may-Da giầy và Thời trang, Trung tâm Công nghệ Polyme compozit và Giấy Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin cảm ơn các Giáo sư, Phó giáo sư, TS là chủ tịch hội đồng, phản biện, thư ký và ủy viên hội đồng đã dành thời gian quý báu để đọc, tham gia hội đồng chấm luận án với những góp ý cụ thể, bổ ích, giúp tôi hoàn thiện tốt hơn nội dung nghiên cứu của luận án. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên. Xin cảm ơn TS. Lưu Hoàng trưởng Khoa cùng tập thể ban lãnh đạo Khoa, các thầy cô giáo thuộc Khoa Công nghệ May & Thời trang, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và hoàn thành luận án. Cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, khích lệ trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất đã luôn động viên, san sẻ và gánh vác công việc, luôn tạo điều kiện tốt nhất để tôi yên tâm hoàn thành luận án. Trong quá trình thực hiện luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và bổ sung của các thầy cô và đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2020 Tác giả Lê Thuý Hằng ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................ix DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... xii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN ........................................................................ 1 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN........................................................ 2 III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ......................... 2 IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ...................................................... 2 V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .............................................. 2 VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN ............................................................. 3 VII. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN ............................................................. 3 VIII. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN .............................................................. 3 IX. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN .................................................................................... 4 Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN .....................................................................5 1.1. Tổng quan chung về vật liệu polyme compozit.................................................... 5 1.1.1. Khái niệm về vật liệu polyme compozit ............................................................. 5 1.1.2. Vật liệu compozit nền cao su.............................................................................. 5 1.2. Tổng quan về da thuộc, phế thải da thuộc trong sản xuất sản phẩm da giầy... 6 1.2.1. Cấu trúc chung của da thuộc .............................................................................. 6 1.2.2. Cấu tạo và tính chất da thuộc ............................................................................. 7 1.2.3. Phế thải da thuộc trong sản xuất sản phẩm da giầy ........................................... 12 1.3. Tổng quan về một số loại xơ dệt tổng hợp và xơ phế từ quá trình dệt ............ 14 1.3.1. Polyamit 6 (PA6) ............................................................................................. 15 1.3.2. Xơ polyacrylonitrin (PAN)............................................................................... 20 1.4. Một số loại cao su và phụ gia sử dụng gia công chế tạo vật liệu compozit nền cao su ............................................................................................................................. 24 1.4.1. Cao su .............................................................................................................. 24 1.4.2. Một số phụ gia sử dụng gia công chế tạo vật liệu compozit nền cao su............. 31 iii
1.5. Tổng quan về vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải .......... 33 1.5.1. Một số nghiên cứu ngoài nước về vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải ...................................................................................................................... 33 1.5.2. Một số nghiên cứu trong nước về vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da phế thải ............................................................................................................................ 50 1.6. Vật liệu polyme compozit được tạo từ một số xơ dệt trên nền cao su ............. 52 1.7. Tổng quan về vật liệu trải sàn sử dụng xơ da thuộc phế thải........................... 54 1.8. Kết luận phần tổng quan và hướng nghiên cứu của luận án ........................... 57 1.8.1. Kết luận phần tổng quan .................................................................................. 57 1.8.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo ............................................................................. 58 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................59 2.1. Nguyên vật liệu và hóa chất ................................................................................. 59 2.1.1. Nguyên vật liệu ................................................................................................ 59 2.1.2. Hoá chất ........................................................................................................... 61 2.2. Thiết bị. .................................................................................................................. 62 2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 64 2.4. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 65 2.4.1. Nghiên cứu lý thuyết ........................................................................................ 65 2.4.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu xơ da/cao su và xơ dệt/xơ da/cao su ...................... 66 2.5. Phương pháp đánh giá tính chất, cấu trúc của vật liệu .................................... 70 2.5.1. Phương pháp đo các đặc trưng lưu hóa ............................................................. 70 2.5.2. Phương pháp xác định độ nhớt Mooney ........................................................... 71 2.5.3. Phương pháp xác định tính chất cơ học ............................................................ 71 2.5.4. Phương pháp xác định độ cứng ........................................................................ 73 2.5.5. Phương pháp xác định độ nén dư ..................................................................... 73 2.5.6. Phương pháp xác định khả năng mài mòn ........................................................ 74 2.5.7. Phương pháp chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) ......................................... 74 2.5.8. Phương pháp xác định hệ số lão hoá nhiệt của vật liệu ................................. 75 2.5.9. Phương pháp xác định độ trương của vật liệu trong dung môi .......................... 75 2.5.10. Phương pháp xác định mật độ khâu mạch, khối lượng phân tử giữa các nút mạng .................................................................................................................................. 76 2.5.11. Phương pháp Phổ hồng ngoại (FTIR) ............................................................. 76 2.5.12. Phương pháp phân tích nhiệt vi sai quét (DSC) .............................................. 77 2.5.13. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) ........................................... 77 2.5.14. Phương pháp phân tích cơ nhiệt động (DMA) ................................................ 77 iv
2.6. Kết luận chương 2................................................................................................. 77 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....................................................................79 3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nền cao su đến khả năng chế tạo vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải ....................................................... 79 3.1.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nền cao su đến tính chất cơ học của vật liệu .................................................................................................................................. 79 3.1.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nền cao su đến khả năng trương nở trong dung môi của vật liệu ......................................................................................................... 81 3.1.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nền cao su đến hình thái cấu trúc vật liệu .. 82 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất xúc tiến lưu hoá đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril và xơ da thuộc phế thải ............................. 83 3.2.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại xúc tiến lưu hoá đến đặc trưng lưu hóa của vật liệu ................................................................................................................ 85 3.2.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại xúc tiến lưu hoá đến khả năng trương nở trong dung môi của vật liệu........................................................................................ 86 3.2.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại xúc tiến lưu hoá đến tính chất cơ học của vật liệu ....................................................................................................................... 87 3.2.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại xúc tiến lưu hoá đến khả năng chịu mài mòn của vật liệu......................................................................................................... 88 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện gia công đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril và xơ da thuộc phế thải ............................. 90 3.3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số điền đầy đến tính chất của vật liệu ... 91 3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trộn đến tính chất của vật liệu ...... 93 3.3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hoá đến tính chất của vật liệu 94 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril .............................................................................. 97 3.4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến đặc trưng lưu hóa của vật liệu .................................................................................................... 97 3.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến tính chất cơ học của vật liệu ..................................................................................................... 99 3.4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của da thuộc phế thải đến vòng trễ của vật liệu...102 3.4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến hình thái cấu trúc của vật liệu ..................................................................................................................... 102 3.4.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến khả năng trương nở trong dung môi của vật liệu ..................................................................... 105 v
3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý hóa học bề mặt xơ da đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril ....................................................... 106 3.5.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý hoá học đến cấu trúc hoá học bề mặt của xơ da........................................................................................................................ 107 3.5.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý hoá học đến hình thái cấu trúc của xơ da ................................................................................................................................ 108 3.5.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý hoá học đến tính chất của cơ học vật liệu ................................................................................................................................ 110 3.5.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý hoá học đến độ hấp thụ nước của vật liệu ................................................................................................................................ 111 3.6. Kết quả nghiên cứu nâng cao tính chất của vật liệu polyme compozit cao su nitril/xơ da thuộc phế thải bằng phương pháp lai tạo với xơ dệt ......................... 112 3.6.1. Kết quả nghiên cứu lựa chọn loại xơ dệt phù hợp cho việc lai tạo với xơ da/NBR ................................................................................................................................ 112 3.6.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài xơ polyamit đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril gia cường bằng hệ lai tạo xơ da/xơ dệt ........ 116 3.6.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ polyamit và xơ da đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su nitril gia cường bằng hệ lai tạo xơ da /xơ dệt ................................................................................................................................ 119 3.6.4. Đánh giá ảnh hưởng của xơ polyamit đến khả năng trương nở trong dung môi của vật liệu ..................................................................................................................... 124 3.6.5. Nghiên cứu ảnh hưởng sự có mặt của xơ polyamit tính chất nhiệt của vật liệu tổ hợp .......................................................................................................................... 125 3.6.6. Đánh giá ảnh hưởng của xơ polyamit đến tính lão hóa của vật liệu ................ 130 3.7. Kết quả thử nghiệm một số tiêu chí chất lượng vật liệu trải sàn ................... 131 3.8. Kết luận chương 3............................................................................................... 133 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...............134 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ......................136 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................137 PHỤ LỤC ....................................................................................................................145 vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Diễn giải ABS Acrylonitrile butadiene Acrylonitril butadien styren styrene ACN Acrylonitrile acrylonitril CR Chloroprene rubber Cao su cloropren CZ N thiazole Sulfenamide N thiazol sulfenamit CSTN Cao su thiên nhiên CIIR Cao su isobutylen isopren clor hoá Dynamic Mechanical Phân tích cơ nhiệt động DMA Analysis DM Disulfit benzothiazil Differential Scanning Phân tích nhiệt vi sai quét DSC Calorimetry Etylene propylene diene Cao su Etylen propylen dien đồng EPDM monomer trùng hợp Fourier transform Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR infrared spectroscopy HĐBM Hoạt động bề mặt IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại MBS Methacrylate Methacrylat Butadien Butadiene Styrene Styren MBTS Di 2 benzothiazoldisulfite Di 2 benzothiazoldisulfit NR Naturale rubber Cao su thiên nhiên NBR Butadiene acrylonitrile Cao su butadien-acrylonitril rubber PA Polyamide Polyamit PAN Polyacylonitrile Polyacylonitril PA6/XD/NBR Polyamit6/xơ da/NBR PAN/XD/NBR Polyacrynonitril/xơ da/NBR PC Vật liệu polyme compozit PLA Polylactic Acid Polylactic axit PP Polypropylene Polypropylen vii
PE Polyethylene Polyetylen PS Polystyrene Polystyren POM Polarized optical Hiển vi quang học phân cực microscopy pkl Phần khối lượng RD Chất phòng lão SEM Scanning electron Hiển vi điện tử quét microscope SBR Butadiene Styrene rubber Cao su Butadien Styren Transmission electron Hiển vi điện tử truyền qua TEM microscopy Tg Glass Transition Nhiệt độ thuỷ tinh hoá Temperature Thermogravimetric Phân tích nhiệt trọng lượng TGA Analyse Tm Nhiệt độ nóng chảy Thermo-Mechanical Phân tích cơ nhiệt TMA Analysis TMTD Tetrametyl tiuram disunfit TBBS N-tert-Butyl-2- Benzothiazolsulfenamit 6PPD N-1,3-dimetylbutyl-N phenylparaphenylen diamin XNBR Carboxylate butadiene Cao su Carboxylat butadien acrylonitrile rubber acrylonitril XD Xơ da XD/NBR Xơ da/NBR WLB Waste Leather Buff Chất thải da viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cấu trúc của da [9] .......................................................................................... 7 Hình 1.2: Cấu tạo của các amino axit cơ bản hình thành nên colagen [9] ...................... 9 Hình 1.3: Liên kết peptit giữa hai axit amin [9] ............................................................. 9 Hình 1.4: Cấu trúc mạch polypeptit đơn (a); Cấu trúc triple helix của Colagen (b) [9] ....................................................................................................................................... 10 Hình 1.5: Mô hình các phân tử colagen khi hấp thụ nước [13] ..................................... 11 Hình 1.6: Sơ đồ pha cắt da trung bình (a) và lớn (b) [9] ............................................... 13 Hình 1.7: Sơ đồ mô tả hình thành liên kết hydro giữa các mạch PA trong trường hợp hai mạch polyme gần nhau (a) song song ngược chiều; (b) song song cùng chiều [24] .... 16 Hình 1.8: Xơ dệt phế phẩm được thải bỏ sau quá trình dệt tại công ty TNHH Dệt và nhuộm Hưng Yên .......................................................................................................... 18 Hình 1.9: Mạch đại phân tử [18] ................................................................................... 21 Hình 1.10: Mạch PAN bị cô lập [28] ............................................................................ 21 Hình 1.11: Mô hình hai pha cho PAN [28] ................................................................... 22 Hình 1.12: Cấu trúc hạt mủ cao su [31]......................................................................... 24 Hình 1.13: (a) mô tả cấu trúc của một chuỗi phân tử cao su; (b) Liên kết của protein và photpholipit trong cấu trúc latex CSTN [32]................................................................. 25 Hình 1.14: Cấu trúc mạch đại phân tử CSTN. .............................................................. 26 Hình 1.15: Thành phần mủ cao su tự nhiên [34] ........................................................... 27 Hình 1.16: Cấu trúc của cao su NBR [39] ..................................................................... 29 Hình 1.17: Hình ảnh sản phẩm được tạo từ xơ da phế thải [3] ..................................... 34 Hình 1.18: Hình ảnh xơ da phế thải sau khi được nghiền [43] ..................................... 34 Hình 1.19: Các bước chuẩn bị vật liệu tổng hợp từ xơ da phế thải và cao su [50] ....... 36 Hình 1.20: Đường cong lưu biến của hai vật liệu CSTN và CSTN/da 80 pkl [50] ...... 38 Hình 1.21: Ảnh chụp SEM của vật liệu [55] ................................................................. 41 Hình 1.22: Ảnh chụp SEM của vật liệu tổng hợp: (a) NR, (b) NR /Lw20, .................. 42 Hình 1.23: Phổ FTIR của vật liệu tổ hợp từ da với CSTN [54]. ................................... 43 Hình 1.24: Phổ FTIR-ATR của vật liệu WLB, PLA và WLB/PLA [7] ........................ 43 Hình 1.25: (a) Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng của xơ da thuộc phế thải; (b) Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng của các hợp chất dựa trên NBR có và không có da thuộc phế thải [59] ................................................................................................................... 45 Hình 1.26: Phân tích TGA của vật liệu tổ hợp từ da [54] ............................................. 45 Hình 1.27: Ảnh hưởng của hỗn hợp da 5và 30 pkl đối với khả năng phân hủy sinh học của lưu hóa NBR trong đất [44] .................................................................................... 46 Hình 1.28: Ảnh chụp SEM mẫu vật liệu compozit PA6/da thuộc phế thải ở tỷ lệ bột da 4% và 12% với mức độ phóng đại 500 lần [11] ............................................................ 54 ix
Hình 2.1. Máy trộn kín Labo Plastomill 4M150 ........................................................... 62 Hình 2.2. Máy đo độ bền kéo INSTRON ...................................................................... 62 Hình 2.3. Kính hiển vi điện tử quét – SEM ................................................................... 63 Hình 2.4. Máy đo mài mòn APGI của GOTECH ......................................................... 63 Hình 2.5. Máy xác định đặc trưng ................................................................................. 63 Hình 2.6. Máy đo độ cứng Shore A............................................................................... 63 Hình 2.7: Thiết bị đo cơ động lực học DMA 8000 ....................................................... 64 Hình 2.8: Sơ chế xơ da thuộc phế thải........................................................................... 66 Hình 2.9: Quy trình chế tạo vật liệu Xơ da/CSTN ........................................................ 67 Hình 2.10: Quy trình chế tạo mẫu xơ da phế thải trên nền cao su NBR ....................... 68 Hình 2.11: Khuôn cắt mẫu đo dộ bền kéo. .................................................................... 71 Hình 2.12: Khuôn cắt mẫu đo độ bền xé ....................................................................... 72 Hình 2.13: Mô phỏng máy đo độ cứng của mẫu. .......................................................... 73 Hình 2.14: Mô hình thí nghiệm nén dư với biến dạng không đổi. ................................ 74 Hình 3.1: So sánh một số tính chất cơ học của vật liệu Xơ da/CSTN và Xơ da/NBR: A. Độ bền kéo; B. Độ bền xé; C. Độ cứng; D. Độ mài mòn .............................................. 80 Hình 3.2: Ảnh chụp SEM bề mặt bị kéo đứt giữa xơ da và nền cao su ........................ 82 Hình 3.3: Đường cong lưu hóa của XD/NBR sử dung các loại xúc tiến khác nhau ..... 85 Hình 3.4: Mật độ liên kết mạng của các mẫu sử dụng các xúc tiến khác nhau ............. 86 Hình 3.5: Ảnh hưởng của loại xúc tiến đến tính chất cơ học của mẫu Xơ da/NBR ..... 87 Hình 3.6: Ảnh hưởng của loại xúc tiến đến độ mài mòn .............................................. 88 Hình 3.7: Ảnh SEM bề mặt mài mòn của mẫu NBR/Xơ da với các hệ xúc tiến .......... 89 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ trộn tới tính chất của vật liệu XD/NBR ................. 93 Hình 3.9: Đường cong lưu hóa của cao su xơ da/NBR với các nhiệt độ lưu hóa ......... 95 Hình 3.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính chất cơ học của vật liệu ............ 96 Hình 3.11: Biểu đồ của ảnh hưởng của hàm lượng xơ da tới quá trình lưu hoá ........... 98 Hình 3.12: Đường cong ứng suất-biến dạng cho hàm lượng xơ da khác nhau ............. 99 Hình 3.13: Ảnh hưởng của tỷ lệ xơ da đến độ bền xé của vật liệu tổ hợp .................. 100 Hình 3.14: Ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến độ cứng của vật liệu tổ hợp .......... 101 Hình 3.15: Vòng trễ cho tỷ lệ Xơ da/NBR trong chu kỳ đầu tiên ............................... 102 Hình 3.16: Ảnh SEM của bề mặt gãy vật liệu xơ da/NBR ở các độ phóng đại 100, 300 và 1000 lần: A) 20 pkl và B) 50 pkl, C) 60 pkl ........................................................... 104 Hình 3.17: Ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến sự trương nở của vật liệu trong toluen ..................................................................................................................................... 105 Hình 3.18: Ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến sự trương nở của vật liệu trong ..... 105 Hình 3.19: Phổ IR của xơ da chưa xử lý và xơ da sau xử lý ....................................... 107 Hình 3.20: Ảnh chụp SEM xơ da ở mức độ phóng đại 5000 lần. ............................... 109 x
Hình 3.21: Độ hấp thụ nước của mẫu XD/NBR chưa xử lý và xử lý với các loại hoá chất khác nhau ..................................................................................................................... 111 Hình 3.22: Xơ dệt tổng hợp (a): Xơ PA6; (b): Xơ PAN ............................................. 113 Hình 3.23: Ảnh chụp SEM của 2 loại xơ PA và PAN ở độ phóng đại 2000 lần ........ 113 Hình 3.24: Ảnh hưởng của loại xơ dệt đến độ bền độ bền cơ học của vật liệu........... 115 Hình 3.25: Cấu trúc bề mặt kéo đứt của vật liệu (A, A’:PA6/XD/NBR) và (B, B’: PAN/XD/NBR) ở độ phóng đại 100 và 300 lần .......................................................... 116 Hình 3.26: Ảnh hưởng của chiều dài xơ PA đến tính chất cơ học của vật liệu ......... 118 Hình 3.27: Sơ đồ biểu diễn của mạng cao su liên kết với các sợi ([82])..................... 119 Hình 3.28: Ảnh hưởng của tỷ lệ xơ PA6 và xơ da đến tính chất cơ học của vật liệu PA6/XD/NBR .............................................................................................................. 120 Hình 3.29: Ảnh hưởng của tỷ lệ xơ lai tạo đến vòng trễ của vật liệu .......................... 121 Hình 3.30: Ảnh hưởng của tỷ lệ xơ lai tạo đến độ nén dư của các mẫu vật liệu ......... 122 Hình 3.31: Ảnh hưởng của tỷ lệ xơ lai tạo đến độ mài mòn của vật liệu .................... 123 Hình 3.32: Độ trương nở của các mẫu vật liệu trong toluen…………………………124 Hình 3.33: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng của các mẫu NBR, XD/NBR và PA6/XD/NBR .............................................................................................................. 126 Hình 3.34: Giản đồ DSC của các mẫu vật liệu NBR, XD/NBR và PA/XD/NBR ...... 127 Hình 3.35: Giản đồ DMA của các mẫu vật liệu .......................................................... 129 Hình 3.36: Hình ảnh mẫu vật liệu PA6/XD/NBR……………………………………132 Hình 3.37: Hình ảnh sản phẩm mẫu vật liệu thử nghiệm theo tiêu chí độ ổn định kích thước của TCVN 12062: 2017 .................................................................................... 132 xi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tỷ lệ sử dụng vật liệu da thuộc theo cấp chất lượng trong chi tiết giầy [9] 13 Bảng 1.2: Các thông số cơ bản của cấu trúc tinh thể dạng 𝜶 và 𝜸 của Nylon 6 [25] ... 16 Bảng 1.3: Quy trình xơ polyamit trở thành phế phẩm tại công ty TNHH Dệt và nhuộm Hưng Yên ...................................................................................................................... 19 Bảng 1.4: Tính chất vật lý của CSTN [34] .................................................................... 27 Bảng 1.5: Tính chất cơ lý của CSTN [34] ..................................................................... 28 Bảng 1.6: Tính chất của cao su NBR theo hàm lượng acrylonitril tăng dần [31] ......... 30 Bảng 1.7: Thông số lưu biến của vật liệu tổng hợp [50] ............................................... 38 Bảng 1.8: Đơn công nghệ gia công sản phẩm xơ da và cao su [47].............................. 47 Bảng 1.9: Giá trị độ bền kéo và biến dạng của hỗn hợp [52] ........................................ 49 Bảng 1.10: Một số nội dung đánh giá vật liệu trải sàn [49], [50], [65], [79] ................ 55 Bảng 1.11: Một số đặc tính của vật liệu trải sàn từ cao su và sợi dệt trên thị trường Việt Nam hiện nay ................................................................................................................. 56 Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của xơ da thuộc phế thải ................................................. 59 Bảng 2.2: Thành phần nguyên tố có trong xơ da thuộc phế thải ................................... 59 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của Latex CSTN.............................................................. 60 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của cao su Nitril .............................................................. 60 Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của polyamit 6 (PA6) ...................................................... 61 Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật của xơ Acrylic (PAN) ..................................................... 61 Bảng 2.7: Thành phần đơn chế tạo vật liệu Xơ da/ CSTN ............................................ 66 Bảng 2.8: Thành phần đơn chế tạo vật liệu XD/NBR ................................................... 68 Bảng 2. 9: Thành phần đơn chế tạo vật liệu xơ dệt/xơ da/cao su. ................................. 70 Bảng 2.10: Các thông số của dung môi trong thí nghiệm trương nở ............................ 76 Bảng 3.1: So sánh độ trương nở trong dung môi toluen của vật liệu sử dụng 2 loại cao su nền là CSTN và cao su NBR..................................................................................... 81 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của loại xúc tiến tới đặc trưng lưu hoá của vật liệu ................... 85 Bảng 3.3: Sự phụ thuộc của mật độ mạng vào loại xúc tiến ......................................... 86 Bảng 3.4: Đơn công nghệ chế tạo vật liệu XD/NBR .................................................... 91 Bảng 3.5: Ký hiệu mẫu tương ứng với hệ số điền đầy .................................................. 91 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của sự điền đầy đến độ bền cơ học của vật liệu XD/NBR ........ 92 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc trưng của quá trình lưu hoá của vật liệu XD/NBR ........................................................................................................................ 95 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến tính chất lưu hóa ............................... 98 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của hàm lượng xơ da đến độ bền kéo ........................................ 99 Bảng 3.10: Đơn công nghệ I.1 gia công vật liệu XD/NBR ......................................... 106 Bảng 3.11: Cường độ pic của các mẫu xơ da .............................................................. 108 xii
Bảng 3.12: Tính chất cơ học của vật liệu XD/NBR sử dụng xơ da chưa xử lý và xơ da đã xử lý hoá học........................................................................................................... 110 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của 2 loại xơ dệt PA và PAN đến đặc trưng lưu hoá ............. 114 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của chiều dài xơ đến các đặc trưng lưu hoá của vật liệu PA/XD/NBR ................................................................................................................ 117 Bảng 3.15: Một số thông số về nhiệt độ phân huỷ của các mẫu vật liệu .................... 125 Bảng 3.16: Nhiệt độ thuỷ tinh hoá (Tg) của các mẫu vật liệu ..................................... 127 Bảng 3.17: Tính chất cơ nhiệt động của vật liệu ......................................................... 128 Bảng 3.18: Hệ số lão hoá nhiệt của các mẫu vật liệu .................................................. 130 Bảng 3.19: Kết quả thử nghiệm một số tiêu chí chất lượng thảm trải sàn theo TCVN 12062: 2017 ................................................................................................................. 131 xiii
MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Trên thế giới sản lượng ngành Da giầy đã tăng liên tục trong nhiều thập kỷ qua từ 2,5 tỷ đôi trong năm 1950 lên 20 tỷ đôi vào năm 2005 và khoảng 27 tỷ đôi cho năm 2020. Theo ước tính có khoảng 660.000 tấn chất thải rắn mỗi năm được tạo ra trên toàn thế giới bởi ngành công nghiệp Da giầy. Tại Việt Nam, nhiều năm trở lại đây, ngành Da giầy liên tiếp đạt được những thành quả đáng kể trong kim ngạch xuất khẩu và đã đứng trong top 10 nước xuất khẩu hàng đầu thế giới về da giầy. Riêng xuất khẩu vào thị trường châu Âu, da giầy Việt Nam chỉ đứng thứ 2 sau Trung Quốc. Năng lực sản xuất hàng năm của ngành là trên 1 tỷ đôi giầy dép, trên 300 nghìn túi, cặp và trên 300 triệu Sf (bia vuông) da thuộc. Với tỷ lệ sử dụng nguyên liệu khoảng 70-80% thì hàng năm lượng chất thải rắn của ngành Da giầy lên tới hàng nghìn tấn. Việc quản lý và xử lý chất thải ngành Da giầy là một vấn đề môi trường toàn cầu. Đã có nhiều phương án được đưa ra như: giảm nguồn sử dụng các sản phẩm da, tái chế và phục hồi các sản phẩm đó hay kết hợp với các vật liệu khác để tạo ra một vật liệu mới... Đây là một bài toán lớn cho toàn xã hội. Chính vì điều đó đã khuyến khích ngành công nghiệp Da giầy phát triển công nghệ sạch hơn bằng cách giảm thiểu chất thải, tạo ra và tối đa hoá công năng sử dụng của da. Tuy vậy, việc tạo ra các chất thải rắn là không thể tránh khỏi với lượng thải ngày càng tăng cùng với quy mô sản xuất. Trong các loại chất thải rắn của ngành Da giầy thì da thuộc phế thải chiếm một tỷ lệ lớn. Việc thải bỏ da thuộc phế thải không những làm gia tăng các vấn đề về môi trường mà còn làm lãng phí một nguồn nguyên liệu xơ colagen (thành phần chính của da thuộc) với những tính năng đặc biệt mà không một loại vật liệu nhân tạo nào có khả năng thay thế. Vật liệu polyme compozit gia cường bởi các xơ sợi tự nhiên đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Việc sử dụng các vật liệu tự nhiên dạng xơ - sợi đặc biệt là các phế thải, phụ phẩm công nghiệp, nông nghiệp làm thành phần gia cường không những tạo ra được các vật liệu có tính năng tốt mà còn có giá thành rẻ. Tại Việt Nam hiện nay, hầu hết các chất thải rắn của ngành da giầy nói trên đều được đem đốt hoặc chôn lấp gây ô nhiễm môi trường và lãng phí nguồn nguyên liệu dạng xơ qúy giá. Việc xử lý da thuộc phế thải theo hướng tái sử dụng để chế tạo ra vật liệu mới đang là mục tiêu quan trọng của ngành Da giầy Việt Nam. Chính vì vậy, việc nghiên cứu để đưa ra một giải pháp hiệu quả nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu xơ da phế thải và xơ dệt để chế tạo các loại vật liệu mới có khả năng ứng dụng trong thực tế vừa là một hướng đi khả thi vừa là một yêu cầu cấp bách. Căn cứ vào yêu cầu trên và tiếp thu các kết quả nghiên cứu trong cùng lĩnh vực của các nhóm nghiên cứu trên thế giới, tác giả lựa chọn hướng nghiên cứu cho luận án là: “Nghiên cứu sử dụng xơ da phế thải và xơ dệt để chế tạo vật liệu cao su compozit ứng dụng làm tấm trải sàn”. 1
II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Tái sử dụng xơ da thuộc phế thải, xơ dệt trên cơ sở xác định được chế độ gia công và đơn phối liệu phù hợp để chế tạo vật liệu polyme compozit nền cao su. - Đánh giá được khả năng ứng dụng của vật liệu polyme compozit từ xơ da thuộc phế thải, xơ dệt trên cơ sở cao su vào làm vật liệu trải sàn. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Đối tượng nghiên cứu của luận án là xơ da thuộc phế thải (xơ da bò váng nhung), xơ phế thải polyamit 6 (PA6), xơ polyacrylonitril (PAN), latex cao su tự nhiên (CSTN), cao su acrylonitril butadien (NBR) và các phụ gia khác. - Luận án được tiến hành nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm với các trang thiết bị thí nghiệm tại Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang và Trung tâm Công nghệ Polyme- compozit và Giấy, Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội. IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Luận án tập trung vào các nội dung nghiên cứu chính bao gồm: 1. Nghiên cứu lựa chọn nền cao su phù hợp để chế tạo vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải. 2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại xúc tiến lưu hóa đến tính chất của vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải trên nền cao su. 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện gia công vật liệu polyme compozit nền cao su và xơ da thuộc phế thải, xơ dệt. 4. Nghiên cứu tăng cường khả năng tương hợp giữa xơ da thuộc phế thải. 5. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến tính chất của vật liệu polyme compozit nền cao su. 6. Nghiên cứu nâng cao tính chất của vật liệu polyme compozit xơ da thuộc phế thải/cao su bằng phương pháp lai tạo với xơ dệt. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng quan các tài liệu, bài báo, một số công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước liên quan đến nội dung nghiên cứu. - Nghiên cứu thực nghiệm chế tạo các mẫu vật liệu trên các hệ thiết bị thí nghiệm chuyên dụng dành cho vật liệu polyme compozit. - Kiểm tra phân tích và đánh giá các đặc trưng cơ lý và hình thái học của vật liệu theo các tiêu chuẩn quốc gia. - Sử dụng các phương pháp để đánh giá các kết quả đạt được. 2
VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN - Các kết quả nghiên cứu của luận án đã cho thấy được cao su nitril là cao su nền phù hợp cho việc chế tạo vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải là chất gia cường. Bên cạnh đó, luận án cũng đã xác định được phương pháp xử lý hóa học bề mặt xơ da thuộc phế thải, hàm lượng xơ da thuộc phế thải thích hợp cho việc chế tạo vật liệu polyme compozit với các tính chất cơ lý, tính chất nhiệt tốt. - Các kết quả nghiên cứu về khả năng lai tạo giữa xơ dệt tổng hợp polyamit (PA6) và xơ da thuộc phế thải cho thấy sự cải thiện rõ rệt về tính chất cơ lý, tính chất nhiệt, khả năng thấm hút, khả năng chống lão hóa nhiệt vừa đem lại tính mới vừa có tính khoa học cao. Việc chế tạo vật liệu lai tạo giữa xơ dệt và xơ da phế thải hiện nay vẫn chưa được công bố trong một công trình khoa học nào. - Luận án đã giải thích được bản chất khoa học và đánh giá được ảnh hưởng của hàm lượng xơ da phế liệu và xơ PA6 và lựa chọn được tỷ lệ phù hợp để đưa vào sản xuất theo quy mô phòng thí nghiệm. - Luận án đã sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại: FTIR; TGA, DMA, DSC để phân tích kiểm tra các tính chất của mẫu thí nghiệm nên các kết luận có độ tin cậy cao. VII. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN - Luận án đã khẳng định được có thể chế tạo được vật liệu cao su compozit định hướng làm vật liệu trải sàn ứng dụng trong công nghiệp từ xơ da thuộc phế thải, xơ phế polyamit 6 trên nền cao su với một số tính chất đáp ứng được theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12062:2017 (ISO 10577:2012) về Thảm trải sàn đàn hồi - Yêu cầu cho thảm trải sàn cao su không có lót. - Luận án đã sử dụng chất thải rắn của ngành Dệt may- Da giầy cùng với các loại vật liệu nền để chế tạo vật liệu mới dạng compozit nhằm giảm ô nhiễm, giảm chi phí sản xuất; tìm ra các điều kiện công nghệ phù hợp để cải thiện các thuộc tính, nâng cao tính chất của sản phẩm. - Sản phẩm từ công trình nghiên cứu của Luận án đã cung cấp cho ngành công nghệ vật liệu một loại vật liệu mới tại chỗ có giá thành thấp, có chất lượng tốt, có khả năng thay thế vật liệu nhập ngoại, vừa có ý nghĩa xã hội vừa giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp sản xuất giầy và vật liệu xây dựng. - Trên cơ sở chứng minh được việc sử dụng được hàm lượng lớn loại phế thải của ngành Dệt may-Da giầy để tạo ra được loại vật liệu mới. Kết quả của nghiên cứu thu được không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học và có giá trị thực tiễn mà còn có ý nghĩa về mặt xã hội khi giảm thiểu được các nguồn ô nhiễm môi trường. VIII. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 1. Khẳng định được mức độ tương tác cao giữa xơ da phế thải và cao su Nitril, từ đó chế tạo được vật liệu compozit xơ da/ NBR với hàm lượng xơ da cao (50/50) có các tính chất cao hơn bản thân cao su NBR. 2. Chế tạo thành công được vật liệu polyme compozit nền cao su nitril sử dụng hệ xơ 3
lai tạo xơ dệt tổng hợp (PA6) và xơ da thuộc phế liệu làm chất gia cường cho các tính chất tốt. 3. Chế tạo được vật liệu trải sàn đáp ứng được tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12062:2017 (ISO 10577:2012), qua đó chỉ ra hiệu quả cả về kỹ thuật lẫn kinh tế và bảo vệ môi trường của vật liệu chế tạo được. IX. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 3 chương chính: - Chương 1. Nghiên cứu tổng quan - Chương 2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu - Chương 3. Kết quả và thảo luận 4
Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan chung về vật liệu polyme compozit 1.1.1. Khái niệm về vật liệu polyme compozit Vật liệu polyme compozit (PC) thường được hiểu là vật liệu có hai hoặc nhiều pha trong đó pha liên tục (pha nền hay matrix) là polyme. Căn cứ vào tính cách ứng xử của vật liệu nền ở nhiệt độ cao, có thể phân chia PC làm ba loại [1]: - PC nền nhựa nhiệt dẻo: nhựa nhiệt dẻo có phân tử mạch thẳng, khối lượng phân tử lớn (105 – 106 đvC), giữa các phân tử chỉ có các liên kết vật lý. Khi gia công ở nhiệt độ cao, nhựa nhiệt dẻo chỉ nóng chảy mà không có phản ứng hóa học, do đó PC nền nhựa nhiệt dẻo có đặc điểm chung là có thể tái sinh bằng cách làm nóng chảy đơn thuần. - PC nền nhựa nhiệt rắn: nhựa nhiệt rắn thường có dạng oligome với khối lượng phân tử không cao lắm (khoảng 1000 – 1500 đvC). Khi gia công thành sản phẩm, sẽ có phản ứng hóa học, gọi là phản ứng đóng rắn, xảy ra tạo thành mạng không gian kết nối các phân tử. Do mật độ mạng không gian khá lớn, PC nền nhựa nhiệt rắn có độ bền cơ học cao, cứng vững nhưng giòn. Cũng do mạng không gian gồm các liên kết hóa học, PC nền nhựa nhiệt rắn không thể tái sinh bằng cách làm nóng chảy. - PC nền cao su: cao su về thực chất cũng là một loại nhựa nhiệt rắn, nghĩa là khi gia công sẽ tạo ra mạng không gian giữa các phân tử, do đó PC nền cao su cũng không thể tái sinh bằng cách làm nóng chảy. Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa PC nền nhựa nhiệt rắn và nền cao su là mật độ mạng không gian. Trong cao su, mật độ mạng rất thấp, do đó PC nền cao su vẫn giữ được gần như nguyên vẹn các tính chất dẻo – đàn hồi của cao su ban đầu trước khi lưu hóa [1]. 1.1.2. Vật liệu compozit nền cao su Về thực chất, cao su lưu hóa là một hệ compozit nhiều cấu tử. Các thành phần không cao su trong PC có thể chia làm ba nhóm [2]: - Nhóm các chất thúc đẩy và kiểm soát quá trình khâu mạch (lưu hóa), bao gồm lưu huỳnh và các chất xúc tiến, trợ xúc tiến; - Nhóm các chất ức chế quá trình lão hóa và phân hủy cao su do môi trường xung quanh, tức là các chất phòng lão; - Nhóm các chất tạo ra và nâng cao các tính chất sử dụng của vật liệu, đặc biệt là các tính chất cơ học. Nhóm này gồm các chất độn và các chất gia cường. Trên thực tế, vật liệu cao su kỹ thuật luôn luôn bao gồm cả ba nhóm chất này. Do đó các nghiên cứu nâng cao tính chất cao su thực ra là nghiên cứu PC nền cao su với tương quan ảnh hưởng của các nhóm nói trên. Khi xem xét tác dụng của các chất gia cường trong việc nâng cao tính chất cơ học của PC nền cao su thường mặc định là tính chất cơ học (độ bền, biến dạng) của bản thân 5