Farklı dolgu maddelerinin termoplastik elastomer malzemenin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkileri
Effect of different fillers on mechanical and physical properties of thermoplastic elastomers
- Tez No: 232687
- Danışmanlar: PROF.DR. VELİ DENİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Termoplastik Elastomer, Stirenik Termoplastik Elastomer, Termoplastik Elastomer Karışımlar, Dolgu maddeleri, Mekanik Özellikler, Fiziksel Özellikler, Thermoplastic Elastomer, Styrenic Thermoplastic Elastomer, Thermoplastic Elastomer Compounds, Fillers, Mechanical Properties, Physical Properties
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Günümüzde termoset kauçuğun yerine termoplastik elastomerlerin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Termoplastik elastomerler (TPE), vulkanize edilmiş geleneksel kauçuk malzemelerin tersine, termoplastik malzemeler gibi işlenebilir, geri dönüştürülebilir bir grup kauçuk benzeri malzeme olarak tanımlanmaktadır. Tüm TPE'ler, erime sıcaklığına (Tm) sahiptir ve bu sıcaklığın üzerinde akışkan hale gelerek termoplastiklerin işlenme yöntemleri ve cihazlarıyla üretilebilmektedir. Dolayısıyla, üretim hurdası ve kullanılmış parçalar geri dönüştürülebilmektedir. Çalışmanın amacı, stirenik termoplastik elastomerlerin pişmiş karışım yerine kullanımına yönelik olarak, karışımda yer alacak maddelerin malzeme özelliklerine etkilerinin belirlenmesidir. Öncelikle, farklı miktarlarda yağ ve polipropilen (PP) içeren karışımlar hazırlanarak; poli(stiren-etilen-bütilen-stiren) (SEBS), yağ ve PP'den oluşan ana karışımın belirlenmesi amaçlanmıştır. Fiziksel ve mekanik testler ile çalışmanın devamında kullanılacak ana karışıma karar verilmiştir. Sonrasında hazırlanan farklı çeşitte ve oranlarda dolgu içeren karışımlarla dolguların fiziksel ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Dolgu maddesi olarak silika ve 3 farklı boyutta kalsit kullanılmıştır. TPE karışımı hazırlama yöntemi olarak çift vidalı çekme makinesi kullanılmış; elde edilen karışımlar fışkırtma ile kalıplanarak, bu karışımların fiziksel ve mekanik özelliklerine etkileri araştırılmıştır. PP ilavesinin sertlik, yoğunluk, yırtılma dayanımı ve baskı altında kalıcı şekil değişikliği değerlerini arttırdığı; aşınmayı azalttığı; dik ve paralel yöndeki çekme dayanımı değerlerini önemli miktarda değiştirmediği belirlenmiştir. Yağ ilavesi sertlik, yoğunluk, çekme dayanımı, kopma uzaması, yırtılma dayanımı değerlerini azaltmakta; baskı altında kalıcı şekil değişikliği ve aşınmayı arttırmaktadır. Dolgu ilavesi ile sertlik, yoğunluk, baskı altında kalıcı şekil değişikliği artmakta; çekme dayanımı ve kopma uzaması azalmakta; aşınma değeri az miktarda etkilenmektedir. Yırtılma dayanımı değerlerinin kalsit ilavesi ile bir miktar azaldığı, silika ilavesi ile arttığı gözlenmiştir. Karışım morfolojileri inceleme sonuçları, kalsitin polimer ile etkileşime giremediği, ancak silika ile polimer arasında bir etkileşim olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla, karışım içerisinde, kalsitin (maliyet azaltma amacıyla) dolgu olarak kullanılabileceği, silikanın ise güçlendirici madde olarak kullanılabileceği görülmüştür. Pişmiş karışım yerine kullanılacak olan TPE malzemeden beklenen özellikler arasında; düşük sertlik, yoğunluk, baskı altında kalıcı şekil değişikliği, aşınma; ve yüksek çekme dayanımı, yırtılma dayanımı yer almaktadır. Bu durumda; düşük oranda PP, yağ ilavesi ile dolgu maddesi olarak silikanın kullanımı doğru olacaktır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, use of thermoplastic elastomers in the applications of thermoset rubbers is becoming widespread. Thermoplastic elastomers are defined as a family of rubber-like materials that, unlike conventional vulcanized rubber, can be processed and recycled like thermoplastic materials. TPE?s have melting temperature (Tm), above which it becomes fluid and can be fabricated with the processing methods and equipments of thermoplastics. Therefore, the process scrap and used parts can be recycled. The aim of this study is to investigate the effects of the materials used in the formulation, on the properties of the TPE compound, intending the use of thermoplastic elastomer instead of vulcanized rubber. First of all, compounds containing different amounts of oil and polypropylene (PP) were prepared, physical and mechanicals tests were done with the compounds and the basic compound was selected. In the next step, different type and amounts of filler was used in the compounds to find out the effects on the materials properties. Silica and 3 types of calcite having different particle size were used. Twin-screw extruder was used to prepare the TPE compounds and then injection molded. The effects of filler type and amount on physical and mechanical properties of compounds were investigated. It was found that; the hardness, density, tear resistance and compression set values increases, wear decreases, and tensile strength in perpendicular and parallel direction are not significantly affected, as PP is added. Oil addition decreased the hardness, density, tensile strength, tear resistance, and increased the compression set and wear values. Filler addition increased the hardness, density, compression set, and decreased the tensile strength, elongation at break and affected the wear resistance slightly. The tear resistance decreased with calcite and increased with silica addition. The compound morphology showed that the calcite and polymer were not in good interaction, whereas silica and polymer had good interaction in between. Therefore, it was found that, calcite can be used as cost reducing filler and silica can be used as reinforcing material in the compounds. The desired properties of TPE to be used instead of vulcanized rubber are, low hardness, density, compression set, wear; and high tensile strength, tear strength. In this case; the usage of low amount of PP and oil together with silica as filler in the TPE is found to be reasonable.
Benzer Tezler
- Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials
TUĞÇE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Production and characterization of thermoplastic elastomer foams based on styrene-ethylene-butadiene-styrene and polypropylene
Stiren-etilen-bütadien-stiren ve polipropilen bazlı köpük termoplastik elastomerlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
CEREN KIROĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Design and fabrication of pressure sensors from thermoplastic elastomer based nanocomposites
Termoplastik elastomer esaslı nanokompozitlerden basınç sensörlerinin tasarım ve üretimi
AYŞE TURGUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE AYLİN KARAHAN TOPRAKÇI
- Termoplastik kompozit yapıların termal ve radyasyon kalkanlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermal and radiation shielding properties of thermoplastic composites
ARZU AYTİMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
PROF. DR. ALİ DURMUŞ
- Karbon dolgulu esnek iletken polimer kompozitlerin direnç-gerinim hassasiyetinin ve elektromanyetik dalga kalkanlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of resistivity-strain sensitivity and electromagnetic wave shielding properties of carbon-filled flexible conductor polymer composites
KÜBRA GÜLEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER KAŞGÖZ