Với sản lượng lúa gạo mỗi năm đều rất lớn, nước ta có lượng trấu phế thải rất dồi dào. Sau khi đốt, tro trấu có chứa trên 80% là silic dioxit (SiO2) vô định hình có hoạt tính hóa học rất cao, đây là nguyên liệu để sản xuất, tổng hợp rất nhiều sản phẩm có giá trị và có nhiều tính chất quý giá như các chất phụ gia trong công nghiệp xi măng, một số loại aerogel, zeolit, silicagel,… SiO2 còn có tên gọi khác là silica, một chất độn trong vật liệu composite và có kích thước nanometer.
Cao su thiên nhiên là loại vật liệu polimer có cơ tính tốt và vô cùng quan trọng trong đời sống - kỹ thuật như làm lốp xe, nệm,…nhưng cũng tồn tại một vài nhược điểm như khả năng chống dầu, chịu nhiệt kém. Butadiene (SBR) là hóa chất công nghiệp được sử dụng trong sản xuất cao su tổng hợp; là nguyên liệu then chốt trong sản xuất nhiều nguyên liệu và hóa chất khác nhau, được sử dụng rộng rãi tại nhiều ngành công nghiệp như xây dựng, sản xuất xe ô tô, dụng cụ thiết bị y tế và hàng hóa tiêu dùng. Composite là loại vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau với mục đích tạo nên một loại vật liệu mới ưu việt hơn và bền hơn so với các loại vật liệu ban đầu.
Vật liệu polymer nanocomposite nói chung và nanocomposite trên cơ sở cao su gia cường bằng nanosilica (cao su nanosilica composite) nói riêng, là một loại vật liệu mới, có những tính chất độc đáo và tiềm năng ứng dụng to lớn. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới và đặc biệt ở Việt Nam vẫn chưa có nhiều ứng dụng của vật liệu này trong thực tế. Vì vậy việc nghiên cứu, chế tạo, kiểm nghiệm tính chất và ứng dụng của vật liệu cao su thiên nhiên, butadiene với nanosilica đang là lĩnh vực nghiên cứu còn rộng mở và hứa hẹn tương lai tốt đẹp cho những ứng dụng công nghệ cao của loại vật liệu này.
Trong đề tài nêu trên, nhóm tác giả đã tổng hợp được nanosilica từ vỏ trấu bằng phương pháp tạo kết tủa; tìm ra bộ thông số tối ưu cho quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nanosilica. Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nanosilica gồm 10 bước được mô tả chi tiết (xử lý vật liệu, sấy khô và nung trấu, nghiền mịn, tạo hỗn hợp, đun hỗn hợp, lọc dung dịch, tạo kết tủa, tách chiết mẫu, sấy mẫu, kiểm tra). Sản phẩm vật liệu tạo ra là loại sạch không lẫn tạp chất nhiều và kích thước nhỏ mịn đồng đều, đạt chuẩn kích thước nano trung bình < 50nm.
Ứng dụng vật liệu nanosilica này vào sản xuất thử nghiệm, nhóm tác giả đã tạo ra được các mẫu composite nền cao su thiên nhiên, composite nền cao su butadiene, composite nền lai cao su thiên nhiên và butadiene với các chỉ tiêu cơ tính phù hợp được kiểm nghiệm. Độ bền kéo tốt nhất là khi độn hàm lượng nanosilica 3% (2MPa) vào SBR (butadiene), nhưng tùy mục đích của doanh nghiệp có thể độn từng hàm lượng thích hợp.
Vật liệu nanosilica được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ nên khi ứng dụng cũng sẽ có giá thành thấp hơn các sản phẩm có mặt trên thị trường. Kết quả đề tài có thể chuyển giao cho các trường đại học để phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực công nghệ vật liệu mới và vật liệu kỹ thuật. Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nanosilica và composite sẵn sàng chuyển giao cho các công ty sản xuất cao su và lốp xe cũng như nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất các sản phẩm chất dẻo và composite nền chất dẻo.