Cao su Polyacrylate (ACM)

Các polymer này được tạo thành bởi phản ứng polymer hóa giữa một ester và một monomer trợ lưu hóa, như ethyl acrylate và chloroethylene vinyl ether.

Tính chất của các homolymer alkyl acrylate thay đổi theo số lượng nguyên tử carbon trên gốc tự do alkyl. Khi số nguyên tử carbon tăng lên thì Tg sẽ giảm từ nhiệt độ phòng xuống 0 độ C cho đến khi vượt quá 10 độ C. Tuy nhiên, khi các carbon trên mạch nhánh tăng thì tính kháng dầu sẽ giảm. Khi các nguyên tử carbon trên gốc tự do alkyl được thay thế bởi oxygen thì tính kháng dầu sẽ được cải thiện.

Do đó, việc chọn lựa loại acrylate ester và tính phân cực của chúng sẽ xác định tính dẻo ở nhiệt độ thấp và khả năng kháng nhiệt, kháng hóa chất của polymer; cả alkyl lẫn alkoxy ester đều được dùng làm monomer. Với alkyl acrylate ester thì ethyl acrylate có tính phân cực cao nhất và do đó nó mang lại tính kháng dầu và nhiệt tốt nhất, nhưng tính năng ở nhiệt độ thấp sẽ kém. Các tính chất ở nhiệt độ thấp sẽ được cải thiên khi alkyl acrylate ester thay đổi từ ethyl sang butyl. Tất nhiên, có thể copolymer hóa các alkyl acrylate ester để đạt được sự kết hợp của các tính chất này. Các alkoxy acrylate ester cũng giúp cải thiện các tính chất ở nhiệt độ thấp.

Một yếu tố có lẽ làm hạn chế ứng dụng của loại vật liệu này là những khó khăn cho quá trình gia công. Các acrylate mềm, là nhựa nhiệt dẻo và dễ bị tự lưu nếu quá trình gia công không được kiểm soát chặt chẽ.

Mạch chính bảo hòa giúp cao su này kháng tốt oxy, ozon và ánh sáng, trong khi tính phân cực tăng cường tính chịu dầu.

Hệ lưu hóa sử dụng sẽ phụ thuộc vào loại monomer trợ lưu hóa được dùng. Khi phản ứng lưu hóa được xác định bởi monomer trợ lưu hóa và chúng có thể khác nhau giữa các nhà cung cấp và giữa các loại hàng thì cần phải xem kỹ các khuyến cáo của nhà sản xuất trước khi quyết định chọn lựa hệ lưu hóa nào.

Các acrylate đầu tiên được phát triển dựa trên việc lưu hóa:

i) Các amine, ví dụ như bazơ bậc ba, triethylene tetramine, Diak No. 1 (DuPont)

ii) Chì đỏ và ethylene thiourea.

Các amine, Diak No. 1 (DuPont) được sử dụng hiệu quả nhất khi nó không bay hơi trong quá trình gia công. Lưu huỳnh và các vật liệu lưu huỳnh mạch vòng sẽ đóng vai trò ức chế hệ lưu hóa dạng này và cũng giúp tạo thành dạng chất chống oxy hóa.

Các loại cao su acrylate mới hơn có thể được lưu hóa bằng một vài amine và đáp ứng được một dãy rộng các hệ lưu hóa như alkali stearat kim loại/ lưu huỳnh hoặc chất cho lưu huỳnh, zimate kim loại và ammonium adipate.

Để có tính chất biến dạng dư tốt hoặc tốt nhất thì đòi hỏi cần thêm quá trình lưu hóa lại, mặc dù các nhà sản xuất đã có giới thiệu các liệu acrylate chỉ cần lưu hóa một lần.

Việc sử dụng các chất làm mềm sẽ tạo ra các vấn đề. TP90B, thioether và một vài adipate có thể cho độ mềm dẻo ở nhiệt độ thấp -45 độ C, nhưng chúng lại dễ bị bay hơi trong quá trình lưu hóa và sẽ dễ dàng mất đi tính năng đó.

Ứng dụng chính của các cao su acrylate là trong lĩnh vực làm kín khi đó chúng giúp cải thiện độ bền nhiệt trên cả cao su nitrile. Bên cạnh, có các ứng dụng vào đệm kín trong ô tô, các O-ring, ống dẫn, ống nối mềm, bọc cáp và các đầu bịt bugi đánh lửa.

Tài liệu tham khảo:Richard B. Simpson, Rubber Basics, Rapra Technology Limited, Trang 94-95.

(tth-vlab-caosuviet)