Karbon siyahının kloropren/bütadien kauçuk karışımlarının özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of carbon black on the properties of chloroprene/butadien rubber blends
- Tez No: 921572
- Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR TERZİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Kauçuk endüstrisinde özellikle lastik üretimi alanında, dolgu olarak genellikle karbon siyahı ve silika kullanılmaktadır. Dolgular karışımlara hem güçlendirici etki hem de ucuzlatma amacıyla katılmaktadır. Bu nedenle dolgular hem vulkanize hem de hamur halinde fiziksel özellikleri iyileştirmektedir. Dolgular söz konusu olduğunda, takviyenin etkinliğinin, dolguyla ilgili birkaç parametrenin karmaşık etkileşimine bağlı olduğu bilinmektedir. Bunlar parçacık boyutunu, parçacık şeklini, parçacık dağılımını, yüzey alanını, yüzey reaktivitesini, dolgu maddesinin yapısını ve dolgu maddesi ile kauçuk matris arasındaki bağlanma kalitesini içerir. Bu çalışmada, kloropren ve bütadien kauçuk karışımları hazırlanarak CR/BR hamurunda karbon siyahı konsantrasyonunun reolojik, fiziksel ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Bu karışımlar hazırlanırken optimum seviyede işlem kolaylaştırıcılar, ozon koruyucuları, antioksidanlar, hızlandırıcılar, aktivatörler ve pişiriciler ile birlikte karbon siyahı farklı oranlarda (25-75 phr) ve tanecik boyutlarında (~ 28-350 nm) ilave edilmiştir. Farklı kompozisyonlara sahip kauçuk karışımları laboratuvar tipi kapalı karıştırıcı ve açık milde karıştırılmıştır. Malzemelerin reolojik özellikleri reometre cihazında tespit edilip, optimum pişme sürelerine göre test plakaları basılmıştır. Malzemelerin çekme mukavemeti ve yüzde uzamaları ASTM D 412-87 standardına göre belirlenmiştir. Farklı oranda karbon siyahı içeren malzemeler kendi içinde değerlendirildiğinde, dolgu maddesinin oranının arttırılmasıyla minumum ve maksimum tork değerlerindeki artış, matris-dolgu maddesi etkileşiminin güçlendiğini göstermiştir. Karbon siyahı içermeyen kompozitin yoğunluğu 1,35 g/cm3 ve sertlik değeri 46 Shore A'dır. Karbon siyahı ilavesi ile yoğunluk değerleri (1,37-1,46 g/cm3) artmıştır. Karbon siyahı cinsinden bağımsız olarak karbon siyahı miktarı arttıkça sertliğin arttığı (49-87 Shore A) belirlenmiştir. Karbon siyahı miktarı arttıkça yüzde uzama değerleri azalırken, çekme mukavemetleri yükleme oranına göre değişkenlik göstermiştir. Kalıcı deformasyon özelliklerine bakıldığında karbon siyahı tanecik boyutu küçüldükçe kalıcı deformasyonun nispeten iyileştiği gözlenmiştir. Bu araştırmadan çıkan sonuçlar karbon siyahı katkılı CR/BR karışımlarının mekanik özellikleri hakkında önemli veriler elde edilmesini sağlamıştır. Sonuç olarak, raylı sistemlerde titreşim sönümleyici olarak kullanılacak kompozit malzeme için 50 phr HAF N330 karbon siyahı içeren kauçuk kompozisyonunun uygun olacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In the rubber industry, especially in the tire manufacturing sector, carbon black and silica are generally used as fillers. Fillers are added to mixtures for both reinforcing and cheapening purposes. Therefore, fillers improve physical properties both in vulcanized and dough form. In the case of fillers, it is known that the effectiveness of the reinforcement depends on the complex interaction of several parameters related to the filler. These include particle size, particle shape, particle distribution, surface area, surface reactivity, structure of the filler and bonding quality between the filler and the rubber matrix. In this study, chloroprene and butadiene rubber mixtures were prepared and the effect of carbon black concentration on rheological, physical and mechanical properties in CR/BR dough was investigated. While preparing these mixtures, carbon black was added at different rates (25-75 phr) and particle sizes (~ 28-350 nm) together with optimum levels of process facilitators, ozone protectors, antioxidants, accelerators, activators and vulcanization agents. Rubber mixtures with different compositions were mixed in a laboratory type closed mixer and open shaft. The rheological properties of the materials were determined in the rheometer device and test plates were printed according to the optimum vulcanization times. The tensile strength and percentage elongation of the materials were determined according to the ASTM D 412-87 standard. When the materials containing different amounts of carbon black were evaluated within themselves, the increase in the minimum and maximum torque values with the increase in the filler ratio showed that the matrix-filler interaction was strengthened. The density of the composite without carbon black was 1.35 g/cm3 and the hardness value was 46 Shore A. The density values (1.37-1.46 g/cm3) increased with the addition of carbon black. It was determined that the hardness increased (49-87 Shore A) as the amount of carbon black increased, regardless of the type of carbon black. While the percentage elongation values decreased as the amount of carbon black increased, the tensile strengths varied according to the loading rate. When the permanent deformation properties were examined, it was observed that the permanent deformation was relatively improved as the carbon black particle size decreased. The results of this research provided important data on the mechanical properties of CR/BR blends with carbon black additives. As a result, it is thought that the rubber composition containing 50 phr HAF N330 carbon black will be suitable for the composite material to be used as vibration damper in rail systems.
Benzer Tezler
- Effect of carbon black and thermotropic liquid crystalline copolyester on the shear deformation of fibre grade pet
Karbon siyahının ve termotropik sıvı kristal kopolyesterin lif derecesindeki pette kayma sonucu ortaya çıkan biçim değişikliği üzerindeki etkisi
MUSTAFA DOĞU
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü
DR. BEDRİ ERDEMİR
PROF.DR. ALİ USANMAZ
- Karbon siyahının fiziksel ve kimyasal aktivasyon ile gözenekli karbon yapılara dönüşüm performansının incelenmesi
Investigation of the conversion performance of carbon black into porous carbon structures by physical and chemical activation
NERMİN NUR FUÇUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN
PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ
- Tarımsal atıklardan elde edilen karbon siyahının (CB) bisiklet lastiği imalatında kullanımı ve imal edilen malzemenin fiziko-mekaniksel özelliklerinin incelenmesi
The usage of carbon black (CB) obtained from agricultural wastes in the manufacture of bicycle tires and the examination of the physico-mechanical properties of the manufactured material
ESRA ÇETİN
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiDüzce ÜniversitesiKompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ GERENGİ
- Ömrünü tamamlamış araç lastiklerinden elde edilen karbon siyahının karakterizasyonu ve analitik uygulamaları
Characterization and analytical applications of carbon black obtained from end-of-life vehicle tires
KÜBRA KÖYLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL VOLKAN ÖZDOKUR
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE YAVUZ
- Karbon siyahı tipinin ve vulkanizasyon sisteminin yeni nesil etilen propilen dien monomer (EPDM) elastomerlerinin statik ve dinamik mekanik özelliklerine etkisi
Effect of carbon black type and vulcanization system on static and dynamic mechanical properties of new generation ethylene propylene diene monomer (EPDM) elastomers
YASEMİN DURMUŞ BAŞDEMİR
Doktora
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN