Nghiên cứu tập trung thực hiện ba mục tiêu:
- Nghiên cứu phương pháp loại bỏ protein ra khỏi cao su thiên nhiên tới mức nhỏ hơn 0,02% khối lượng (nhỏ hơn khoảng 20 lần so với hàm lượng protein có trong cao su thiên nhiên) bằng urê.
- Đồng trùng hợp ghép styrene vào cao su thiên nhiên để tạo polyme “cấu trúc mạng nano phân tán”. Nghiên cứu tính chất và hình thái học của “mạng nano phân tán” bằng sự kết hợp TEMT và FIB-SEM. Giải thích các tính chất đạt được của vật liệu dựa trên việc phân tích hình thái học của “cấu trúc mạng nano phân tán”.
- Phát triển loại vật liệu mới, polyme chức năng cao đi từ cao su thiên nhiên ở Việt Nam. Loại vật liệu này có các đặc tính vượt trội về cơ học, ma sát học và vật lý học nhưng mất đi các tính chất nổi bật của cao su như có độ bền kéo, bền xé cao.
Một số kết quả nghiên cứu nổi bật:
- Quá trình loại bỏ protein được thực hiện thành công với hàm lượng nitơ giảm xuống chỉ còn ≤ 0,02%, so với 0,4% ban đầu.
- Cấu trúc ma trận nano của cao su thiên nhiên ghép styrene được quan sát bằng kính hiển vi điển tử truyền qua TEM. Cấu trúc ma trận vỏ-lõi được hình thành, với lõi là các hạt cao su thiên nhiên, được bao quanh bởi lớp vỏ polystyrene với kính thước 15 nm. Đây là cấu trúc quan trọng có vai trò quyết định đến tính chất của vật liệu.
- Vật liệu ghép có tính chất cơ học vượt trội so với cao su ban đầu. Khi chưa lưu hóa, độ bền kéo của cao su ghép tăng hơn 4 lần, đạt 17 MPa, so với cao su thiên nhiên ban đầu (4MPa). Cao su ghép có khả năng chịu nhiệt cao hơn với nhiệt độ bắt đầu phân hủy và nhiệt độ phân hủy nhanh nhất cao hơn cao su ban đâu được thể hiện trên giảng đồ TG. Các kết quả phân tích cơ nhiệt động chỉ ra rằng, cao su thiên nhiên ghép styrene có tính ổn định cơ học tốt hơn, thời gian làm việc dài hơn và nhiệt độ làm việc cao hơn. Hệ số tan δ cho thấy cao su ghép có khả năng chống rung tốt hơn. Tính chất mài mòn, tính chịu dầu và khả năng chống lão hóa nhiệt được đánh giá sau khi lưu hóa cao su. Các kết quả đều chỉ ra cao su thiên nhiên ghép có tính chất vượt trội hơn hẳn.
- Quá trình đồng trùng hợp ghép styrene lên mạch cao su thiên nhiên đã được thực hiện thành công. Kết quả được chứng minh thông qua phổ 1H NMR, với việc xuất hiện nhóm pic mới ở vùng 6,5-7 ppm, đặc trưng cho hidro vòng thơm của styrene. Kết quả cũng được chứng minh qua sự tăng của điểm nhiệt độ hóa thủy tinh duy nhất trong vật liệu.
*Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 14871/2017) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.