Geri Dön

Characterization of thermoplastic vulcanizates (TPV) products for automobile weatherstrips on different conditions

Termoplastik vulkanize ürünler (TPV) ile farklı koşullarda üretilen otomobil sıyırıcılarının karakterizasyonu

  1. Tez No: 595332
  2. Yazar: ESRA TÜRKYILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SERAP CESUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 116

Özet

Tez çalışmasında, termoplastik vulkanizatlara (TPV) farklı proses koşullarının etkisi ve karakterizasyonu çalışılmıştır. TPV'ler otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılan bir malzeme olmasının yanı sıra Orijinal Parça Üretici (OEM) firmaların ürün üzerinden beklediği performans kriterleri bulunmaktadır. Bir Japon Ana sanayi firması için üretilen iç sıyırıcı kalıbı, test numunelerinin hazırlanmasında kullanılmıştır. Seçilen iç sıyırıcı kalıbı ile farklı ekstrüder sıcaklığında, soğutma süresi ve soğutma suyu sıcaklığında test numuneleri elde edilmiştir. Elde edilen iç sıyırıcı numunelerinin yapısal, mekanik, ısıl yaşlandırma ve ısıl özellikleri OEM teknik şartname testleri, optik mikroskop, TGA ve DSC cihazları ile analiz edilmiş ve ekstruder çıkış sıcaklığının, soğutma süresi ve soğutma sıcaklığının etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, yapısal özellikleri için optik mikroskop görüntüleri karşılaştırıldığında, soğutma suyu sıcaklığının kristallenme üzerinde etkisinin daha fazla olduğu gözlenmiştir. Mekanik ve ısıl yaşlandırma özelliklerinin karşılaştırılması için sertlik, esneklik, kalıcı deformasyon, düşük sıcaklık dayanımı, boyalı plakaya karşı lekeleme, cama yapışma ve beyazlama test sonuçları değerlendirildiğinde, ekstrüder çıkış sıcaklığı arttıkça, 210°C de boyalı plakalarda kirlilik gözlenmiştir. Soğutma sıcaklığı artışı ile esneklik test sonuçlarında azalma gözlenmiştir. Soğutma süresinin azalması ile sertlik ve esneklik değerlerinde azalma gözlenirken, kalıcı deformasyon değerinde artış gözlenmiştir. Seçilen numunelerin TGA ile analizi 40 °C den 600 °C'ye kadar, 20 ˚C/dakika ısıtma hızında ve azot gazı ile yapılmıştır. Termal bozunmanın iki adımda gerçekleştiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, polipropilen (PP)'nin etilen propilen dien monomer (EPDM)'den daha önce, 300 °C'de bozunmaya başladığı gözlenmiştir. TGA ile incelenen sekiz numune karşılaştırıldığında, farklı soğutma sürelerinde elde edilen numunelerin kül miktarlarında farklılık gözlenmiş ve bu farklılığın homojen olmayan vulkanizasyondan kaynaklandığı yorumlanabilir. DSC analizi seçilen dört örnekle gerçekleştirilmiştir. Bu tezde farklı soğutma hızları olarak 10 °C/dak ve 20 °C/dak incelenmiştir. Tüm numuneler 10 °C/dak ısıtma hızı ile 25 °C'den 300 °C ye kadar ısıtılmış ve 300 °C'den yaklaşık 25 °C' ye kadar soğutularak iki döngü ile analiz tamamlanmıştır. Bu analizden, erime sıcaklığı, erime entalpisi, kristallenme sıcaklığı ve kristallenme entalpisi elde edilmiştir. Fakat, camsı geçiş sıcaklığı açıkça görülememiştir. Malzeme iki polimerden oluşması sebebiyle farklı erime noktaları ve kristallenme pikleri gözlenmiştir. Erime sıcaklığı 150-155 °C arasında, kristalleşme sıcaklığı 105-110 °C arasında gözlenmiştir. Bu çalışma, Standard Profil fabrikası ekstrüzyon prosesinde beyazlama ve düşük esneklik değerlerine sahip sorunlu ürünler ile karşılaşılaşılması üzerine başlamıştır. Bu problemlerden dolayı enerji kaybı ve hurda artarken verimlilik düşmekte ve önemli bir maliyet artışı problemine neden olmaktadır. Bu çalışma ile ekstrüzyon hat kurulumlarında, soğutma suyu etkisi üzerinde yoğunlaşılıp, proses iyileştirilmeleri planlanabilir.

Özet (Çeviri)

The aim of this study is the preparation of thermoplastic vulcanizate (TPV) materials based on different process conditions and characterization. TPV materials are widely used in automotive industry. In addition, the automotive Original Equipment Manufacturers (OEMs) are requested some performance tests defined in their technical specifications. The weatherstrip, inner parts, which are produced for a Japanese Company, were used to be able to obtain test samples. The test samples were produced on different process conditions such as extruder clamp temperature, cooling time and cooling temperature. The test samples were characterized as structural, mechanical-heat aging properties and thermal properties via OEM technical specification, optical microscope, DSC and TGA test equipment, but also the effects of extruder clamp temperature, cooling time and cooling temperature were studied. As a result, it was seen that cooling temperature was an important parameter for crystallization when structural properties were compared via optical microscope images. Also, when mechanical-heat aging properties were analysed with compression load, compression set, low temperature resistance, paint film staining resistance, glass surface stain adhesion and whitening tests, there was contamination on the painted plate surface at 210 °C. As the cooling water temperature was increased, compression load test results decreased. When the cooling time decreased, hardness and compression load decreased while compression set increased. Due to the test results are close to each other. The thermal decomposition was performed under nitrogen atmosphere from 40 °C to 600 °C at a heating rate of 20 °C/min. According to results, there was two-step decomposition. Firstly, polypropylene started to lose weight at 300 °C. Compared to the eight samples examined with the TGA, there was a difference in the amount of ashes of the samples obtained at different cooling times. This difference can be interpreted to be due to non-homogeneous vulcanization. DSC analyses of profiles were performed with selected profiles. In this thesis, different cooling rates were studied as 10 °C/min and 20 °C/min. All samples were heated from 25 °C to 300 °C by heating rate of 10°C/min. Then, all samples were cooled from 300 °C to approximately 25 °C. In this analysis, melting temperature, heat of fusion, crystallization temperature and heat of crystallization was tried to analysed via obtained curves. But, glass transition temperature, could not be seen clearly. A few of melting and crystallization peaks were observed due to consisting of PP and EPDM. The melting temperature was observed between 150 and 155 °C whereas crystallization temperature was between 105 and 110 °C. This study is important to solve encountered co-extrusion line problems such as whitening and low compression values. Energy loss and scraps increase due to these problems while productivity decreases. This reflects a significant cost increase problem for the company. To be able to solve those problems, the co-extrusion lines can be improved with studied parameters, especially cooling temperature.

Benzer Tezler

  1. Hibrit nano yapılar ile dinamik vulkanize edilmiş TPV'lerin üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of dynamic vulcanized TPVs with hybrid nano-structures

    NAZLI YAZICI ÇAKIR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜRALP ÖZKOÇ

  2. Polipropilen (PP)/etilen-propilen-dien-monomer (EPDM) termoplastik vulkanizatlarının hazırlanması ve karakterizasyonu

    The preparation and characterization of polypropylene (PP)/ethylene-propylene-dien-monomer (EPDM) thermoplastic vulcanisates

    NESRİN YALIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEN GÜRDAĞ

    YRD. DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ

  3. Development of H-BN and CNT reinforced polymer composites for electronic warfare receivers and transmitters: Examination of thermal performance

    Elektronik harp almaç ve göndermeç kasaları için H-BN ve CNT takviyeli polimer kompozit malzeme geliştirilmesi: Isıl performansın incelenmesi

    GÜRCAN CENGİZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ

  4. Termoplastik polyester elastomerlerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of thermoplastic polyester elastomers

    ŞÜKRAN PAÇA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    KimyaMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN

  5. Termoplastik esaslı partikül katkılı kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizsyonu

    Production and characterization of thermoplastic based particulate composite materials

    UĞUR YÜCEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik BilimleriManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇİL ÇELİK ERBAŞ