Stiren-bütadien kauçuğun özelliklerinin farklı nanodolgularla geliştirilmesi
Improvement of the properties of styrene-butadiene rubber with different nanofillers
- Tez No: 676091
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN, DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Haloysit, kauçuk, montmorillonit, nanokompozit, polihedral oligomerik silseskuokzan, stiren-bütadien kopolimeri, Halloysite, montmorillonite, nanocomposites, polyhedral oligomeric silsesquioxane, rubber, styrene-butadiene copolymer
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu çalışmada, metakrilat-fonksiyonlu polihedral oligomerik silseskuokzan (MA-POSS) ve oktaisobütil POSS (OIB-POSS) nanopartiküllerin stiren-butadien kauçuk (SBR) kompozitlerine eklenmesi reolojik, mekanik ve morfolojik özellikler açısından değerlendirilmiştir. Kauçuk nanokompozitlerin yaşlanma prosesi ve çapraz bağ yoğunluğu da nanodolgular varlığında incelenmiştir. SBR nanokompozitlerinin kükürt vulkanizasyonu özellikleri döner kalıp reometresi ile belirlenmiştir. MA-POSS ve OIB-POSS'un SBR kompozitlerine eklenmesinin pişme süresini uzattığı ve çapraz bağ yoğunluğunu azalttığı belirlenmiştir. MA-POSS/OIB-POSS nanopartikülleri ile SBR matrisi arasındaki iyi etkileşim ve POSS'un iyi dağılımı nedeniyle, nanokompozitlerin mekanik özelliklerinin nanodolgu içermeyen referans bileşiğinden daha iyi olduğu bulunmuştur. SBR matrisinde MA-POSS/OIB-POSS'un varlığı ve rastgele dağılımı TEM analizi ile doğrulanmıştır. Nanokompozitlerin Flory-Rehner ile hesaplanan çapraz bağ yoğunlukları, artan POSS miktarı ile azalmıştır. Ayrıca, termal yaşlandırma ile POSS/SBR nanokompozitlerinin mekanik özellikleri ve çapraz bağ yoğunluğunun önemli ölçüde azaldığı görülmüştür. Tiyol ve vinil grupları ile modifiye edilmiş halloysit nanotüplerin (HNT) ve montmorillonit nanokillerin (MMT) SBR matrisine dahil edilmesi de aynı özellikler açısından değerlendirilmiştir. SBR/HNT-Tiyol nanokompozitinin, tiyol gruplarındaki kükürtten dolayı saf HNT veya HNT-Vinil ile hazırlanan diğer SBR nanokompozitlerinden daha fazla çapraz bağ oluşumuna katkıda bulunduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, saf veya modifiye edilmiş HNT içeren SBR nanokompozitleri, referans numunesine göre gelişmiş mekanik özellikler sağlamıştır. İlginç bir şekilde, SBR/MMT-Tiyol nanokompozitinin, SBR/MMT ve SBR/MMT-Vinil'den daha düşük çapraz bağ yoğunluğuna ve daha kötü mekanik özelliklere sahip olduğu bulunmuştur. Bu bulgu, nanodolgu şeklinin de karışımın reaksiyon mekanizmasında ve çapraz bağ oluşumunda büyük önem taşıdığını ortaya çıkarmıştır. Mekanik özelliklerdeki artışların, HNT ve MMT'nin çapraz bağlama etkisinden ziyade takviye etkisiyle daha fazla ilişkili olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca termal yaşlanma ile SBR/HNT ve SBR/MMT nanokompozitlerinin çapraz bağ yoğunlukları ve mekanik dayanımları artmıştır. Bu sonuç ısı oluşumu ile ilave çapraz bağ oluşumunu ifade eden post-cure etkisini doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the addition of methacrylate-functional polyhedral oligomeric silsesquioxane (MA-POSS) and octaisobutyl POSS (OIB-POSS) nanoparticles to styrene-butadiene rubber (SBR) composites was evaluated in terms of rheological, mechanical, and morphological properties. The aging process and crosslink density of rubber nanocomposites were also examined in the presence of nanofillers. The sulfur vulcanization characteristics of SBR nanocomposites were determined by moving die rheometer. It was indicated that the addition of MA-POSS and OIB-POSS to SBR composites retarded the curing time and decreased the crosslink density. Due to the good interaction between MA-POSS/OIB-POSS nanoparticles and SBR matrix and excellent dispersion of POSS, the mechanical properties of nanocomposites were higher than those of the reference compound without nanofiller. The presence as well as a random distribution of MA-POSS/OIB-POSS in the SBR matrix was confirmed by TEM analysis. The crosslink densities of composites, which were calculated using Flory-Rehner equation, decreased with increasing amount of POSS nanofiller. Also, it was revealed that the thermal aging dramatically reduced the mechanical properties and crosslink density POSS/SBR nanocomposites. The inclusion of halloysite nanotubes (HNT) and montmorillonite nanoclays (MMT) modified with thiol or vinyl groups to SBR matrix was also assessed in terms of the same properties. It was determined that SBR/HNT-Thiol nanocomposite had higher crosslink density than the other SBR nanocomposites prepared with pure HNT or HNT-Vinyl due to sulfur in the thiol groups contributing to more crosslink formation. Also, the nanocomposites containing either pure or modified HNT nanofillers provided enhanced mechanical properties than those of the reference compound. Interestingly, it was found that SBR/MMT-Thiol has lower crosslink density and reduced mechanical properties than SBR/MMT and SBR/MMT-Vinyl. Therefore, it was revealed that the shape of nanofiller had also great importance in the reaction mechanism and crosslink formation of the compound. Increases in the mechanical properties appeared to be more related to the reinforcing effect of the HNT and MMT rather than the crosslinking effect. In addition, the crosslink densities and mechanical strengths of SBR/HNT and SBR/MMT nanocomposites increased with termal aging. This result confirmed the post-curing effect.
Benzer Tezler
- Kauçuk türü malzemelerin inelastik özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the inelastic properties of rubber-like materials
VAHAP VAHAPOĞLU
Doktora
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ KARADENİZ
- Investigation of the effects of chrome-tanned leather additives in natural rubber and styrene-butadiene rubber
Kromla tabaklanmış deri katkısının doğal kauçuk ve stiren-bütadien kauçuğuna etkisinin incelenmesi
SEMİH ŞAŞMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- SBR tipi kauçuklu bileşiklerin çapraz bağlarına ceviz kabuğu külü ve kozalak külünün etkisi
The effect of walnut shell ash and pine cone ash on cross links of SBR type rubber compounds
SEYDA SÜLEYMAN BÜYÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞABAN BÜLBÜL
- Sıvı kauçukların nitril kauçuğun işlenme karakteristikleri ve ısıl performansı üzerindeki etkileri
Effects of liquid rubber on nitrile rubber processing characteristics and thermal performance
KAMRAN FARZULLAZADE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
- Elastomer malzemelerin statik ve dinamik özellikleri
Static and dynamic properties of elastomers
AYHAN KARATAŞ