Polibutadien ve poliizopren elastomerlerinin statik ve dinamik özellikleri
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 55751
- Danışmanlar: PROF.DR. BAHATTİN BAYSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1996
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
ÖZET Bu çalışmada polibutadien ve poliizopren elastomerlerinin statik ve dinamik davranışları gerilme-gevşeme (Stress-Relaxation) deneyleri vasıtasıyla incelendi. Çalışmanın ilk bölümünde, polibutadien ve poliizopren kauçuklarından dikumilperoksitle çapraz bağlama (Vulkanizasyon) yoluyla, değişik çapraz bağ yoğunluklarında elastomer malzemeler elde edildi. Reometre testleri ve şişme testleri vasıtasıyla, çapraz bağ yoğunlukları tesbit edildi. Polibutadien kauçuğunun dikumilperoksite olan aktivitesinin, poliizopren kauçuğuna göre daha fazla olduğu, eşdeğer çapraz bağ yoğunluklarına ulaşılabilmesi için çok daha fazla miktarlarda dikumilperoksit kullanılması gerektiği saptandı. Çalışmanın ikinci bölümünde ise hazırlanan elastomer örnekleri, uygun bir deney cihazında (Tensometer) gerilmeye tabi tutularak, gerilim değerlerinin zamana karşı değişmesi incelendi, denge gerilim değerleri ölçüldü ve mevcut teorilere göre hesaplanan gerilim değerleri ile karşılaştırması yapıldı. Deney sonuçlarına göre, hazırlanan elastomer örneklerinin gerilme-gevşeme davranışlarının genel olarak teori ile uyum içinde olduğu gözlendi. Polibutadien kauçuğu ile poliizopren kauçuğu arasında, hem peroksitle vulkanizasyon açısından, hem de elastomerlerinin elastik davranışları açısından farklar olduğu saptandı. Tüm elastomer örneklerinin gerilme testlerinden sonra, yeterli zaman bekletilmesini müteakip, herhangi bir kalıcı deformasyon olmaksızın, ilk şekillerine döndükleri gözlendi. Gerilme-Gevşeme deneylerinden elde edilen indirgenmiş gerilim değerleri sonucunda, Mooney-Rivlin teorisi ile yapılan karşılaştırmada, küçük uzama oranlannda, gerilim değerlerinin teori ile uygun olduğu görüldü. Birinci Mooney- Rivlin sabiti 2C1 'in beklenildiği gibi, kauçuk cinsine bağlı olmaksızın çapraz bağ yoğunluğu ile değiştiği, ancak deney sonuçlanna göre tesbit edilen değerleri ile hesaplanan değerleri arasında, zincir dolaşıklıklan ve“network unfolding”sonucu farklılıklar olduğu ve ikinci Mooney-Rivlin sabiti 2C2 'nin çapraz bağ yoğunluğuna bağlı olarak değişmediği saptandı. Kısa zaman sürelerinde ölçülen gerilme-gevşeme deneyelerinin, denge gerilim değerlerinden, uzun süreli gevşeme (relaxation) davranışını yorumlamak için, Chasset ve Thirion tarafından önerilen Inear bağlantının sabitleri, yapılan deneyler vasıtasıyla tesbit edilenlerle karşılaştınldı. Chasset - Thirion denklemindeki m parametresinin (izoterm gevşeme modülü), yalnız sıcaklık ve çapraz bağ yoğunluğuna bağlı olarak değil, deney sonuçlanna göre, uzama oranlarına bağlı olarak ta zayıf bir şekilde değiştiği gözlendi, m parametresi ile çapraz bağ yoğunluğu arasındaki linear bağlantı deney sonuçları ile doğrulanmıştır. Karakteristik zaman sabiti to ile çapraz bağ yoğunluğu arasında polibutadien ve poliizopren elastomerleri için farklı bağıntılar bulunmuştur. V
Özet (Çeviri)
SUMMARY THE STATIC AND DYNAMIC BEHAVIOUR OF POLYBUTADIENE AND POLYISOPRENE Rubbers (natural and synthetic) are amorphous polymers, which, after vulcanization under special conditions, will became“Elastomers”. Not only are there elastic and rubbery, but they also dissipate energy because of their viscoelastic nature. Their strength is high, especially under conditions of shear and compression. These materials have long been interest and importance. They find a very wide usage in industry and daily live. Elastomers, because of their superior properties, find a very wide range of application field. Today elastomers are used in every product in industriy, i.e. vehicles. During the application they are effected from the gases and liquids under the mechanical forces and heat. Crosslinks are destroyed by ozone and ozygene during the aging. Especially solvents and mineral oils, liquids cause the swelling. Because of this some special additives are used in rubber formulations to prevent swelling. This subject always has interested researchers, and rubber elasticity is an attractive subject for them. After understanding the polymer molecule structure they found satisfying explanations about the subject in the last then years, new developments and researches cause to produce new types of rubbers, and they are started to use in the special fields. In this work through stress-relaxation experiments the static and dynamic behaviour of Polybutadiene and Polyisoprene are studied. In the first part of the study, using dicumylperoxyd-vulcanization of Polybutadiene and PolyisoprenT elastomers in different crosslink densities are achieved. Rheometer and swelling tests are used to determine crosslink density. In the second part of the study prepared elastomer specimens are stressed in a suitable instrument. Stress values according to time variable and equilibirum stress values are compared according to theoritical values. One has observed that generally the theoritical values of elastomers and the values of stress relaxation experiments fit each other very well. Elastomer samples after a certain relaxation time have taken their original shape without any significant shape change. In small tension rates, using Mooney-Rivlin theory, experimental and theoretical values are the same. The first constant of Mooney-Rivlin Equation, however doesn't fit what we have shown in own experiments. In short period measured stress relaxation values are compared with Chassed and Thirion linear relation constants, to achieve the long period relaxation behaviour. The relation between crosslink density and Chasset-Thirion exponent is verified and the relation between time VIconstant of Chasset-Thirion-equation and crosslink density for polybutadiene and polyisoprene elastomers are studied. Results: 1. If polybutadiene and polyisoprene rubbers are crosslinked with dicumyperoxide in the same concentration, the crosslink densities are different. Activity of Polybutadiene rubber to dicumylperoxide is higher than polyisoprene rubber. 2. There is no correlation between relative crosslink densities achieved through reometer measurement and swelling test values. This result occurs from the different test temparatures. 3. Because of the crystallization tendency of polybutadiene rubbers higher than polyisoprene, at the same ratio of dicumylperoxide shows similar effect as increased cross link density. 4. Repeatibility sof stress-relaxation-tests depends on constant temparature. 5. Depending on increase of cross link density, relaxation and creep times decreases, but value of equilibrium stress increases. 6. In stress-relaxation-tests deformed material, if there is enough time, can take original dimensions without any remaining deformation. 7. The values of equilibrium stress obtained by stress-relaxation tests are closs to the results obtained by Mooney-Rivlin equation for small ratios (Figure 1.). Polyisoprene Polybutadiene $L [MW](2C, ho.) Figure 1. The values of experimental and theoretical 2d VII8. First Constant of Mooney-Rivlin-Equation, 2^ is changed according to the cross link density of rubber, without effedted of kind of rubber. 9. Second Constant of Mooney-Rivlin-Equation, 2C2 is not effected by cross link density. 10. m parameter in Chassed-Thirion equation should be changed only according to temperature and crosslinked density but due to the test results it changes weakly according to the elongation (Figure2. 3.). ii.ii: Polybutadiene - Hog t Figure 2. In respect of Chasset-Thirion equation the concentration of DCP (polybutadiene) VIII? log I Figure 3. In respect of Chasset-Thirion equation the concentration of DCP (polyisoprene) 11. It is verified, that there is a linear relation between m parameter in Chassed- Thirion equation and cross link densitiy (Figure4). 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Figure 4. The relation between m parameter in Chasset-Thirion equation and cross link density IX12. For polybutadiene and polyisoprene elastomers, there is different relations between charakteristic time constant to an cross link density. For polyisoprene elastomers at low values of cross link density, t0 - v / V0 relation shows, that time constant suddenly drops and at the higher value of v / V0 it remains constant. For polybutadiene elastomers it continuosly decreases at the range of10.10"5 < v/V0 < 50. 10'5 for cross link density (Figures. 6.). Polyisoprene ?o\S W** ^ _,. r a ^V. 15 40 «! sc 2 ' 6 e io a.*< V'[a,'W] Figure 5. The changing -m.log t0 constant depends on cross link density :. Polybutadiene Figure 6. The relations between characteristic time constant and cross link density X
Benzer Tezler
- Comparison of local chain dynamics of cis-polybutadiene and cis-polysoprene based on cooperative kinematics theory
Kooperatif kinematik yaklaşımıyla cis-polibütadien ve cis-poliizopren'in yerel zincir dinamiklerinin karşılaştırılması
TANER ZAFER ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İVET BAHAR
- Preparation of a conducting flexible material from silane coupling agent and hydroxyl terminated polybutadiene rubber by hydrolysis and condensation
Hidroliz ve yoğunlaşma reaksiyonlarıyla hidroksil sonlu polibütadien ve silan bağlayıcı'dan elastik bir polimer sentezi
YUNUS KARATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN TİNÇER
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Hidroksil üç gruplu polibütadien ve amonyum nitrat esaslı kompozit roket yakıtı geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
NİHAL TÜZÜN
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. B. ZÜHTÜ UYSAL
- Yüksek darbe dirençli polistiren ve kristal polistiren karışımlarının incelenmesi
Investigation on the blends of high impact polysyrene and crystal polystyrene
İSA TAŞKIRAN