Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Xeri (IV) Oxit Đến Cao Su Thiên Nhiên

Khảo sát ảnh hưởng của xeri IV oxit đến tính chất cao su thiên nhiên trong luận văn thạc sĩ kỹ thuật vật liệu, cung cấp thông tin hữu ích cho nghiên cứu.

• Tác giả: Nguyễn Đình Chinh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Lê Thanh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu
• Đề tài: Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Xeri (IV) Oxit Đến Tính Chất Cao Su Thiên Nhiên
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Xeri IV Oxit và Cao Su Thiên Nhiên

Nghiên cứu về tác động của các nguyên tố đất hiếm, đặc biệt là Xeri oxit (CeO2), đến tính chất của cao su thiên nhiên (NR) đang thu hút sự quan tâm lớn. Cao su thiên nhiên được đánh giá cao về khả năng tái sinh và thân thiện với môi trường, thúc đẩy các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm phương pháp cải thiện các đặc tính của nó. Trong bối cảnh đó, việc sử dụng các hợp chất đất hiếm như Xeri oxit mở ra hướng đi đầy tiềm năng. Xeri oxit có nhiều ứng dụng nhờ diện tích bề mặt riêng lớn và kích thước nano, bao gồm xúc tác, vật liệu quang học và hấp thụ tia UV. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra khả năng của CeO2 trong việc cải thiện một số tính chất của polymer, bao gồm cả cao su thiên nhiên. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều khía cạnh cần được khám phá để tối ưu hóa hiệu quả của Xeri oxit trong ứng dụng này.

1.1. Tầm Quan Trọng của Xeri Oxit CeO2 Trong Công Nghiệp Cao Su

Xeri oxit là một oxit nguyên tố đất hiếm với nhiều ứng dụng đa dạng, bao gồm xúc tác, vật liệu quang học và khả năng hấp thụ tia UV. Nghiên cứu ứng dụng Xeri oxit vào cao su thiên nhiên có tiềm năng cải thiện tính năng và mở rộng phạm vi sử dụng của vật liệu. Các tính chất đặc biệt của Xeri oxit, như diện tích bề mặt lớn, kích thước nano và khả năng tương tác với các thành phần khác trong hỗn hợp cao su, là yếu tố then chốt. Việc tìm hiểu sâu hơn về vai trò của Xeri oxit trong quá trình gia công và sử dụng cao su thiên nhiên là rất quan trọng.

1.2. Các Nghiên Cứu Tiên Phong Về CeO2 và Vật Liệu Cao Su Trên Thế Giới

Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh tiềm năng của Xeri oxit trong việc cải thiện các tính chất của polymer. Ansari và cộng sự đã tạo ra màng PANI/CeO2 với khả năng quang học và điện hóa được tăng cường. Các nghiên cứu khác tập trung vào khả năng kháng UV của Xeri oxit trong sơn polyurethane. XiaoJianWu đã nghiên cứu ảnh hưởng của CeO2 đến khả năng chịu nhiệt và chịu dầu của cao su silicone, cho thấy sự cải thiện đáng kể. Các nghiên cứu này tạo tiền đề cho việc khám phá ứng dụng của Xeri oxit trong cao su thiên nhiên, đặc biệt là khả năng gia cường và cải thiện tính chất cơ lý cao su.

II. Phân Tích Vấn Đề Hạn Chế của Cao Su Thiên Nhiên và Giải Pháp

Cao su thiên nhiên (NR), mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định. Các đặc tính như độ bền nhiệt, độ bền môi trường và khả năng kháng lão hóa còn thấp, gây ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất sử dụng. Do đó, cần có các biện pháp để cải thiện những nhược điểm này, mở rộng phạm vi ứng dụng. Các phương pháp biến tính và gia cường bằng chất độn đã được sử dụng, tuy nhiên, vẫn cần tiếp tục tìm kiếm các giải pháp hiệu quả hơn. Nghiên cứu sử dụng Xeri oxit (CeO2) như một chất phụ gia có thể là một giải pháp tiềm năng để giải quyết các vấn đề này. "CSTN với thành phần chính là isopren với tỷ lệ các liên kết đôi lớn cùng với một số tạp chất phụ từ phản ứng trùng hợp mủ CSTN, làm cho một số đặc tính của cao su tự nhiên bị suy giảm ít nhiều như kém bền nhiệt, kém bền môi trường, dễ bị lão hóa" trích từ luận văn.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Độ Bền Kéo Cao Su và Độ Giãn Dài Khi Đứt

Độ bền kéo cao su và độ giãn dài khi đứt cao su là hai chỉ số quan trọng đánh giá khả năng chịu lực và biến dạng của vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng đến hai chỉ số này bao gồm thành phần phối liệu, quy trình lưu hóa, và sự hiện diện của các chất phụ gia. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của Xeri oxit đến tính chất cơ lý cao su này có thể giúp tối ưu hóa công thức phối liệu và cải thiện hiệu suất của sản phẩm.

2.2. Thách Thức Về Khả Năng Kháng Lão Hóa Cao Su Nguyên Nhân và Hậu Quả

Khả năng kháng lão hóa cao su là một yếu tố quan trọng quyết định tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm. Quá trình lão hóa có thể gây ra sự suy giảm tính chất cơ lý cao su, làm mất đi tính đàn hồi và dẫn đến hư hỏng. Các yếu tố gây lão hóa bao gồm nhiệt độ, ánh sáng, oxy và các tác nhân hóa học. Việc cải thiện khả năng kháng lão hóa cao su là một thách thức lớn, đòi hỏi các giải pháp hiệu quả và bền vững. Việc sử dụng CeO2 có thể là một giải pháp tiềm năng

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Phân Tán Xeri Oxit và Đánh Giá Tính Chất

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của Xeri oxit (CeO2) đến tính chất cao su thiên nhiên (NR) thông qua các phương pháp thực nghiệm. Quá trình phân tán Xeri oxit trong cao su được thực hiện với sự hỗ trợ của các chất hóa dẻo. Sau đó, các mẫu cao su được đánh giá về tính chất cơ lý cao su như độ bền kéo cao su, độ giãn dài khi đứt cao su, độ cứng cao su và độ bền xé rách cao su. Khả năng kháng lão hóa cao su cũng được kiểm tra trong các điều kiện khác nhau để đánh giá hiệu quả của Xeri oxit trong việc bảo vệ vật liệu.

3.1. Các Phương Pháp Đo Tính Chất Cơ Lý Cao Su Tiêu Chuẩn và Độ Chính Xác

Việc đo tính chất cơ lý cao su đòi hỏi các phương pháp chuẩn và thiết bị chính xác. Các tiêu chuẩn quốc tế như ISO và ASTM quy định các quy trình thử nghiệm cụ thể để đảm bảo tính khách quan và tin cậy của kết quả. Các phương pháp đo phổ biến bao gồm thử nghiệm kéo, thử nghiệm độ cứng, và thử nghiệm xé rách. Kết quả đo được sử dụng để đánh giá chất lượng và hiệu suất của vật liệu cao su.

3.2. Đánh Giá Khả Năng Kháng Lão Hóa Cao Su Bằng Phương Pháp Gia Tốc

Khả năng kháng lão hóa cao su thường được đánh giá bằng phương pháp gia tốc, trong đó mẫu cao su được đặt trong môi trường khắc nghiệt (nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, môi trường oxy hóa) trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó, các tính chất cơ lý cao su được đo lại và so sánh với kết quả ban đầu để đánh giá mức độ suy giảm. Phương pháp này cho phép dự đoán tuổi thọ của vật liệu trong điều kiện sử dụng thực tế.

IV. Kết Quả Ảnh Hưởng Của Nồng Độ Xeri Oxit Đến Tính Chất Cao Su

Kết quả nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của nồng độ Xeri oxit đến tính chất cao su thiên nhiên là rõ rệt. Nồng độ Xeri oxit tối ưu có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ lý cao su, đặc biệt là độ bền kéo cao su và độ bền xé rách cao su. Tuy nhiên, nồng độ quá cao có thể gây ra tác dụng ngược lại, làm giảm độ dẻo và khả năng gia công. Do đó, cần phải tìm ra nồng độ Xeri oxit phù hợp để đạt được hiệu quả tốt nhất. Trích từ luận văn: "Kết quả khảo sát cũng cho thấy kích thước hạt CeO2 khác nhau cũng ảnh hưởng đến cơ tính và khả năng kháng lão hóa của cao su thiên nhiên sau lưu hóa".

4.1. Tối Ưu Hóa Nồng Độ Xeri Oxit Để Đạt Độ Bền Kéo Cao Su Cao Nhất

Việc tối ưu hóa nồng độ Xeri oxit là rất quan trọng để đạt được độ bền kéo cao su cao nhất. Các thí nghiệm được thực hiện với các nồng độ Xeri oxit khác nhau, và kết quả cho thấy có một nồng độ tối ưu mà tại đó độ bền kéo cao su đạt giá trị lớn nhất. Nồng độ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước hạt Xeri oxit, loại chất hóa dẻo sử dụng, và thành phần phối liệu khác.

4.2. Tác Động Của Xeri Oxit Đến Độ Cứng Cao Su và Độ Bền Xé Rách Cao Su

Xeri oxit cũng có tác động đến độ cứng cao su và độ bền xé rách cao su. Thông thường, việc tăng nồng độ Xeri oxit sẽ làm tăng độ cứng cao su, nhưng có thể làm giảm độ bền xé rách cao su nếu nồng độ quá cao. Cần phải cân nhắc giữa hai yếu tố này để đạt được sự cân bằng tối ưu giữa các tính chất cơ lý cao su.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Vật Liệu Composite Cao Su Chứa Xeri Oxit

Việc ứng dụng Xeri oxit trong vật liệu composite cao su mở ra nhiều triển vọng mới. Vật liệu composite cao su chứa Xeri oxit có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm sản xuất lốp xe, gioăng phớt, và các sản phẩm công nghiệp khác. Xeri oxit giúp cải thiện tính chất cơ lý cao su, tăng khả năng kháng lão hóa cao su, và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm. "Từ các kết quả thu được nghiên cứu cũng đã xác định bước đầu triển vọng của hướng sử dụng các nguyên tố đất hiếm để tạo ra các sản phẩm có giá trị thương mại từ nguồn cao su thiên nhiên sẵn có của Việt Nam" trích từ phần tóm tắt luận văn.

5.1. Sử Dụng Xeri Oxit Làm Chất Độn Cao Su Để Gia Cường Độ Bền

Xeri oxit có thể được sử dụng làm chất độn cao su để gia cường độ bền. Kích thước hạt và hình dạng của Xeri oxit ảnh hưởng đến hiệu quả gia cường. Các hạt Xeri oxit có kích thước nano thường có hiệu quả gia cường tốt hơn so với các hạt lớn hơn.

5.2. Cải Thiện Tính Chất Nhiệt Của Cao Su Bằng Cách Thêm Xeri Oxit

Xeri oxit có thể cải thiện tính chất nhiệt của cao su, tăng khả năng chịu nhiệt và giảm sự suy giảm tính chất cơ lý cao su ở nhiệt độ cao. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng mà vật liệu cao su phải chịu nhiệt độ cao.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Công Nghệ Chế Tạo Vật Liệu Cao Su

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của Xeri oxit (CeO2) trong việc cải thiện tính chất cao su thiên nhiên (NR). Việc sử dụng Xeri oxit có thể giúp tăng độ bền kéo cao su, độ bền xé rách cao su, và khả năng kháng lão hóa cao su. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa công nghệ chế tạo vật liệu cao su chứa Xeri oxit, và khám phá các ứng dụng mới của vật liệu này. Việc nghiên cứu sâu hơn về tương tác Xeri oxit và cao su thiên nhiên cũng là một hướng đi quan trọng.

6.1. Nghiên Cứu Sâu Hơn Về Tương Tác Xeri Oxit và Cao Su Thiên Nhiên

Việc nghiên cứu sâu hơn về tương tác Xeri oxit và cao su thiên nhiên là rất quan trọng để hiểu rõ cơ chế gia cường và cải thiện tính chất của vật liệu. Các phương pháp phân tích như kính hiển vi điện tử (SEM, TEM) và quang phổ học có thể được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc và thành phần của vật liệu composite cao su.

6.2. Phát Triển Công Nghệ Chế Tạo Vật Liệu Cao Su Tiên Tiến Với Xeri Oxit

Việc phát triển công nghệ chế tạo vật liệu cao su tiên tiến với Xeri oxit đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức về hóa học, vật liệu học và kỹ thuật gia công. Các phương pháp gia công mới như trộn kín, ép đùn, và in 3D có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm cao su có tính chất vượt trội.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Đất hiếm là từ thường dùng để gọi tên các nguyên tố đất hiếm và các kim loại đất hiếm, theo IUPAC là tập hợp của mười bảy nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn của Mendeleev, có tên gọi là scandi, yttri và mười lăm nguyên tố của nhóm Lantancác. Các tính năng vật lý và hóa học đặc biệt của các nguyên liệu đất hiếm là trung tâm của các nghiên cứu, sáng tạo, phát minh với rất nhiều ứng dụng kỹ thuật từ macro đến micro và nano cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau: xúc tác hóa học trong ngành lọc dầu, kiểm tra ô nhiễm trong ngành xe hơi, gốm lót cho các động cơ phản lực, nam châm vĩnh cửu cho các ứng dụng từ tính… và dĩ nhiên trong các ngành chiếu sáng, luyện kim, điện tử, trong các kỹ thuật quân sự từ màn hình radar đến tia laser và hệ thống điều khiển tên lửa.

Thật hiếm có loại nguyên liệu nào như đất hiếm, vừa có tính ứng dụng phổ quát, vừa có tính kỹ thuật cao, lại vừa có nhiều triển vọng áp dụng cho tương lai, ví như sản xuất các thùng chứa và ống dẫn hydrogen nhiên liệu cho thời kỳ thế giới cạn kiệt dầu mỏ. CeO2 là một oxit nguyên tố đất hiếm, có diện tích bề mặt riêng lớn, CeO2 kích thước nano được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như phản ứng nhiên liệu rắn, chế tạo vật liệu quang học[19], đánh bóng vật liệu, làm vật liệu hấp thụ tia UV, làm chất xúc tác[20-21] hoặc trợ xúc tác cho các phản ứng dehidro hóa, sulfur hóa, đồng phân hóa, cracking… Với những tính chất vật lý, hóa học đặc biệt, thế nên việc nghiên cứu ảnh hưởng của CeO2 đối với Polymer nói chung và đối với CSTN nói riêng cũng rất được quan tâm và cũng đã có khá nhiều nghiên cứu liên quan.Ansari và cộng sự đã chế tạo lớp màng PANI/CeO2 bằng phương pháp điện hóa in situ của polyaniline với sự phân tán độn nano CeO2 trong dung dịch hỗn hợp. Với sự hiện diện của CeO2 trong nền polymer đã tăng cường đáng kể khả năng quang học và điện hóa, hứa hẹn ứng dụng trong các thiết bị nano điện hóa [22]. Những nghiên cứu xung quanh sự ảnh hưởng của hạt nano cerium oxit trong việc kháng UV của sơn polyurethane cũng đã được nghiên cứu.

Hạt nano đầu tiên được ổn định bằng chất ổn định cơ sở 3-phosphonopropyl và phân tán trong polyacrylate resin, sau đó trộn với chất đóng rắn để hình thành lớp film nanocomposite. Tán xạ ánh sáng động và tĩnh cùng với kỹ thuật tán xạ neutron góc nhỏ dùng để nghiên cứu sự ổn định của các hạt trong nanocomposite. Nó cho thấy rằng một lớp chất ổn định bao phủ bề mặt 1 nano Xeri oxit và phân bố từng hạt riêng lẻ trong lớp film. Sau đó lớp film chịu tác động tăng tốc trong 700 giờ trong thời tiết nhân tạo.

Khả năng quang học được tác dụng bởi máy quang phổ UV-vis. Lớp phủ trong suốt chứa nano Xeri cho thấy ít hư hỏng bởi UV so với lớp film đen polyurethane.44% w/w nano CeO2 hấp thụ 92.5% ánh sáng tới trong vùng UV-B và 67% ánh sáng trong vùng UV-A. Tuy nhiên sau 700 giờ chịu bức xạ UV, lớp film có thể hấp thụ 80% UV-B và 50% UV-A cho thấy khả năng hấp thụ UV tuyệt vời của hạt nano Xeri oxit[26]. Được công bố trên tạp chí Silicone Material năm 2008, XiaoJianWu đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng CeO2 đến khả năng chịu nhiệt và khả năng chịu dầu của cao su silicone.

Kết quả cho thấy với sự có mặt của CeO2 (5%), sự thay đổi cơ học của cao su silicone là nhỏ, nhưng khả năng chịu nhiệt và khả năng chịu dầu ở nhiệt độ cao rõ ràng được cải thiện. Phân tích TGA cho thấy, khi thêm vào 10% CeO2 thì nhiệt độ phân hủy của cao su silicone trong khí quyển nitơ được cải thiện so với cao su silicon không chứa oxit xeri [27] Việc sử dụng các hợp chất nguyên tố đất hiếm làm chất gia cường cho cao su nói chung và CSTN nói riêng cũng đang được nghiên cứu khá nhiều, chủ yếu bởi các nguyên tố đất hiếm có cấu trúc, có tính chất hóa học và tính năng vật lý khá đặc biệt, có khả năng cải thiện các tính năng cơ lý rất tốt cho cao su. Nhiều nghiên cứu xem xét hay khảo cứu khả năng cải thiện một vài đặc tính của cao su thiên nhiên trong quá trình gia công và sử dụng dưới ảnh hưởng của các nguyên tố đất hiếm mà phổ biến nhất là Xeri ôxit CeO2 đã được thực hiện trong những năm gần đây. Một số lượng lớn các công trình liên quan đã được công bố xuất phát từ Trung Quốc.

Lý do của hiện tượng này có thể được giải thích là: (i) các ứng dụng cao su thiên nhiên (cùng với tỷ lệ tiêu thụ CSTN) được phát triển mạnh ở Trung Quốc; (ii) tiềm năng hứa hẹn về tác động tích cực của các nguyên tố đất hiếm đến quá trình lưu hóa và tính chất cơ lý của CSTN và (iii) sự sẵn có tài nguyên đất hiếm ở Trung Quốc. Đặc biệt trong thời gian gần đây, thị trường về đất hiếm ở Trung Quốc phát triển đột biến tạo nên lượng dự trữ lớn các loại đất hiếm nhẹ như CeO2. Việc này đã thúc đẩy việc ứng dụng đất hiếm cụ thể là CeO2 vào các sản phẩm cao su thiên nhiên. Năm 2006, ShiChen Xue và ZhangYong Peng đã tổng kết các kết quả nghiên cứu trước đó và cho rằng nguyên tố đất hiếm CeO2 có khả năng cải thiện và tăng cường các tính năng cơ lý của CSTN (độ cứng, độ bền kéo, độ bền xé, kháng mài mòn, bền mỏi), nâng cao tính chất hóa học của CSTN (bao gồm ổn định nhiệt, độ chịu nhiệt và kháng 2 lão hóa) cũng như ảnh hưởng ở một số phương diện khác (như điện từ tính, chống cháy…) [15].

Nghiên cứu của Li Mei [14] và cộng sự năm 2009 là một thí dụ điển hình về hướng tìm kiếm này. Các tác giả đã tiến hành một nghiên cứu khá hệ thống về tác động của bột Xeri (IV) oxit CeO2 đến tính chất của cao su thiên nhiên trên nền một phối liệu gồm: cao su thiên nhiên 100; chất xúc tiến 1.6; chất phòng lão 2.5; bột than 50; ZnO: 5; S: 2.3; và CeO2 với liều lượng thay đổi. Các nội dung khảo sát bao gồm: (i) ảnh hưởng của CeO2 lên tiến trình lưu hoá (scorch time và curing time); (ii) ảnh hưởng kích thước hạt của bột oxit CeO2 đến tính chất cơ lý của cao su; (iii) ảnh hưởng của CeO2 đến sự già hóa của CSTN; (iv) ảnh hưởng của liều lượng CeO2 đến các đặc tính của CSTN qua quá trình lưu hóa. Kết quả của nghiên cứu này đã đưa ra một số kết luận sau: (i) thời gian lưu hoá cao su giảm khi trộn với bột oxit CeO2; (ii) Tính năng cơ lý của cao su thiên nhiên được cải thiện, đặc biệt độ bền xé và kháng mài mòn tăng đáng kể, cụ thể tương ứng là 25% và 20%.

Đặc tính kháng lão của cao su cũng tăng khi có trộn thêm CeO2 ; (v) tính năng cơ lý của cao su được cải thiện nhiều hơn khi sử dụng oxit CeO2 biến tính so với sử dụng loại không biến tính, đặc biệt là chỉ tiêu kháng mài mòn. Năm 2009, FuHai trong một nghiên cứu ảnh hưởng của CeO2 về kích thước hạt, lượng dùng và hoạt hóa bề mặt đối với CSTN đã chỉ ra rằng: độ bền kéo đứt, ứng suất kéo 200%, độ bền xé, độ đàn hồi, chịu ma sát và khả năng kháng lão hóa của cao su đều tăng lên đáng kể. Đồng thời, nếu đảm bảo đầy đủ điều kiện cán luyện, còn có thể giảm thời gian lưu hóa cao su 16%, tiết kiệm thời gian, tiết kiệm năng lượng và nâng cao sản lượng[12]. Năm 2014, LiMei [13, 14] tập trung nghiên cứu các phương pháp điều chế bột CeO2 và kích thước hạt của chúng, đồng thời cũng đã đề xuất ra những ứng dụng có thể của hợp chất này trong việc cải thiện cơ tính của CSTN.

Các nhận định về lượng dùng và kích thước hạt khác nhau cũng được thảo luận trong nghiên cứu này. Một nghiên cứu khác của YangJunLi năm 2014 cho thấy: sử dụng nano CeO2 làm chất gia cường cho CSTN có thể làm độ dãn dài tại điểm gãy tăng 86%, dùng Micro CeO2 độ bền kéo thêm 3,65 Mpa và sử dụng micro CeO2 thì CSTN có khả năng chống mài mòn tốt hơn sử dụng Nano CeO2. Đồng thời kết luận là sử dụng CeO2 sẽ làm CSTN tăng cường khả năng chống lão hóa [9]. 3 NiuHongGang trong luận văn thạc sỹ của mình năm 2014 cũng có đã có những nghiên cứu và đi đến kết luận: độ bền mỏi, tính mềm dẻo của CSTN được nâng cao đáng kể khi cho CeO2 làm chất phụ gia [10].

Năm 2016 Zhang Fuquan & NNK [4] đã sử dụng phức hệ nano Xeri oxit CeO2 với nano Silica (SiO2) để khảo sát tính tương thích của nó (SiO2-CeO2) với cao su thiên nhiên trong hệ thống nanocomposites CSTN / SiO2-CeO2 và các thay đổi về tính chất cơ học của CSTN/ SiO2-CeO2 nanocomposite qua quá trình lưu hóa: Những khối lượng khác nhau của nano CeO2 được thêm vào nano SiO2 để chuẩn bị chất phân tán SiO2- CeO2, cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) dùng để tương hợp SiO2-CeO2 với nền cao su. Sau đó SiO2-CeO2 được biến tính bởi CTAB cùng với hệ lưu hóa được trộn với CSTN latex hình thành CSTN/SiO2-CeO2 nanocomposite chứa 0-10 phần CeO2 bằng phương pháp hỗn hợp nhũ tương. Kết quả cho thấy rằng sự có mặt của CeO2 trong CSTN/SiO2-CeO2 nanocomposite giúp tăng liên kết giữa cao su và độn, giúp các hạt SiO2-CeO2 nhỏ hơn phân bố hẹp, cải thiện mật độ nối ngang và cơ lý của CSTN/SiO2- CeO2 nanocomposite lưu hóa. Hơn nữa việc thêm CeO2 làm tăng năng lượng hoạt động ít nhất 4.66%, cải thiện sự kháng lão hóa nhiệt-oxi hóa của nanocomposite CSTN/SiO2- CeO2 [45].

Một bài báo khác trên tạp chí Journal of inner Mongalia University of Technology năm 2016 của nhóm tác giả WangYanPing và công sự đã công bố: Cao su thiên nhiên được lưu hóa chứa oxit xeri đã bị lão hóa ở 80°C, 90°C và 100°C, và chịu thử độ bền kéo. Kết quả cho thấy các đường cong ứng suất của ba mẫu cao su thể hiện mối quan hệ phi tuyến, và kết luận rằng việc bổ sung CeO2 làm cho độ bền kéo và khả năng kháng lão hóa của cao su tự nhiên lưu hóa khác nhau. Mức độ cải thiện, oxit xeri có thể làm tăng tuổi thọ lưu trữ của cao su tự nhiên lưu hóa [28] Tóm lại, đã có những nỗ lực nghiên cứu ứng dụng đất hiếm vào sản phẩm cao su và đây là lĩnh vực mới trong nghiên cứu ứng dụng đất hiếm.