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
- Tez No: 953468
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ GERENGİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Dünya nüfusundaki hızlı artış ve buna bağlı olarak tüketim oranlarının yükselmesi, lastik endüstrisini sürdürülebilir ve çevre dostu çözümler aramaya yönlendirmiştir. Atık ürünlerin çevreye verdiği zararların artan farkındalığıyla lastik üreticileri ve araştırmacılar doğal atık malzemelerin kauçuk karışımlarında kullanımını incelemeye başlamıştır. Karbon siyahının alternatif doğal malzemelerle ikamesi, atık malzemelerin geri dönüşümünü teşvik ederek karbon ayak izini azaltmak için umut verici bir çözüm sunmaktadır. Bu doğrultuda, tarımsal atıklar, gıda kabukları ve selüloz gibi yenilenemeyen biyolojik atıklarla ilgili geri dönüşüm çalışmaları önemli ölçüde artmıştır. Tarımsal bir atık ürün olan fındık kabukları, düşük maliyetleri, yüksek karbon içerikleri ve çeşitli endüstriyel uygulamalardaki çok yönlülükleri nedeniyle geri dönüşüm çalışmalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bisiklet lastiği üretiminde bir katkı maddesi olarak fındık kabuğundan elde edilen karbonun (FK) kullanımı potansiyeli araştırılmıştır. FK'nin lastik karışımlarında kullanılabilirliği, bisiklet lastiği formülasyonlarında yaygın olarak kullanılan karbon siyahı (CB) ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bisiklet lastiği formülasyonları, toplam karbon dolgu içeriği sabit tutularak 28 phr seviyesinde hazırlanmıştır. Başlangıçta, 28 phr ticari karbon siyahı ve 0 phr FK kullanılmıştır. Daha sonraki formülasyonlarda, karbon siyahı içeriği sırasıyla 21, 14, 7 ve son olarak 0 phr'ye düşürülmüş; buna karşılık FK içeriği sırasıyla 7, 14, 21 ve 28 phr'ye çıkarılarak azalan ticari karbon siyahının yerini almıştır. Hazırlanan beş farklı formülasyon, Mooney Viscosity (MV), Mooney Scorch (MS), reolojik testler, fizikomekanik testler, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscopy), TGA (Thermogravimetric Analysis), payne etkisi, plunger testi ve yol mukavemet testi gibi çeşitli analitik teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Tüm formülasyonlarla lastikler başarılı bir şekilde üretilmiştir. 7 phr FK-21 phr CB içeren formülasyon hem fiziksel hem de dinamik özellikler bakımından tatmin edici sonuçlar sunmuştur. Bisiklet lastiklerinin kompozisyonlarında FK miktarının artmasının mekanik performansı azalttığını, ancak yine de bisiklet lastiği uygulamaları için gereken performans gerekliliklerini karşıladığını göstermektedir. Bu çalışmanın bulguları, FK'nin CB yerine kullanılmasının sürdürülebilir bir alternatif olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
The rapid increase in the world population and corresponding rise in consumption rates have driven the tire industry to seek sustainable and environmentally friendly solutions. With growing awareness of the harm that waste products inflict on the environment, tire manufacturers and researchers have begun to investigate the use of natural waste materials in rubber compounds. The substitution of carbon black with alternative natural materials offers a promising solution for reducing carbon footprints by promoting the recycling of waste streams. In this context, recycling studies on biological wastes such as agricultural residues, food husks, and cellulose have grown substantially. Hazelnut shells, an agricultural waste product, are frequently preferred in recycling studies due to their low cost, high carbon content, and versatility in various industrial applications. In this study, the potential of using carbon obtained from hazelnut shells (HSC) as an additive in bicycle tire production was investigated. The usability of HSC in tire compounds was evaluated by comparing it with Carbon Black (CB), a commonly used filler in bicycle tire formulations. Bicycle tire formulations were prepared by maintaining a constant total carbon filler content of 28 parts per hundred rubber (phr). Initially, 28 phr of commercial carbon black and 0 phr of HSC were used. In subsequent formulations, the carbon black content was progressively reduced to 21, 14, 7, and finally 0 phr, while the HSC content was correspondingly increased to 7, 14, 21, and 28 phr to replace the reduced commercial carbon black. The five different formulations were characterized using various analytical techniques, including Mooney Viscosity (MV), Mooney Scorch (MS), rheological tests, physical-mechanical tests, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA), payne effect measurements, plunger tests, and rolling resistance tests. Tires have been successfully produced with all formulations. The formulation containing 7 phr HSC and 21 phr CB exhibited satisfactory results in both physical and dynamic properties. The results indicate that increasing the HSC content in bicycle tire compositions reduces mechanical performance, yet still meets the performance requirements for bicycle tire applications. The findings of this study demonstrate that HSC can serve as a sustainable alternative to CB.
Benzer Tezler
- Preparation of activated carbon from agricultural wastes and removal of dimethoate from water using this activated carbon
Tarımsal atıklardan aktif karbon elde edilmesi ve bu aktif karbonla sulardan dimethoate'nın giderilmesi
AHMAD MOHAMED RAMDAN ABUDAIA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre MühendisliğiKarabük ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAKİNE UGURLU KARAAĞAÇ
- Çeşitli tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of some fuel properties of biopellets obtained from various agricultural wastes
EŞREF TOPKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiTarsus ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA YILDIZ
- Farklı materyaller ile zenginleştirilen tavuk gübresi ve tarımsal atıklardan elde edilen kompostun toprak kalitesi ve mısır (Zea Mays L.) bitkisinin gelişimi üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determining the effects of compost obtained from agricultural waste and chicken manure enriched with different materials on soil quality and development of corn (Zea Mays L.) plant
OSMAN MÜCEVHER
Doktora
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ DURSUN
- Biyoatıklardan elde edilen aktif karbonlar ile sulu çözeltilerden amoksisilin adsorpsiyonunun izoterm ve kinetik çalışmaları
Isotherm and kinetic studies of amoxicillin adsorption from aqueous solutions with activated carbons obtained from biowastes
BAHAR YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikMalatya Turgut Özal ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDAN AKSOĞAN KORKMAZ
- Fındık kabuğunun aktifleştirilmesinde ve boyarmadde gideriminde ses ötesi dalgaların etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of ultrasonic waves on the activation of hazelnut shells and dyestuff removal
YAVUZ KARADAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiGiresun ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM TUNÇ DEDE