Geri Dön

Termoplastik elastomerlerin farklı şişirici ajanlarla hafifletilmesi ve hafifletme işleminin mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi

Foaming of thermoplastic elastomers with different blowing agents and investigation of the effect on mechanical properties

PDF İndir

  1. Tez No: 960221
  2. Yazar: AHMET HAKAN ÇINAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPER KAŞGÖZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yalova Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Bu çalışma kapsamında başta ayakkabı ve otomotiv olmak üzere birçok alanda kullanılan SBS polimerinin fiziksel ve kimyasal şişirici ajanlarla şişirilerek hafifletilmesi ve bu süreçteki mekanik özelliklerdeki değişimleri incelenmiştir. Çalışmada SBS'in reolojik özelliklerinin optimizasyonu ve köpürtme işleminin gerçekleşebilmesi için farklı oranlarda (%15, %22.5, %30) wax, SBS yapıya katılmış ve optimum wax konsantrasyonu (%30) belirlenerek çalışmanın devamında sabit wax içeriğine sahip SBS polimeri polimer faz olarak kullanılmıştır. Şişirici ajan olarak ise bir adet fiziksel, 2 adet kimyasal olmak üzere 3 farklı şişirici ajan ile denemeler gerçekleştirilmiştir. Fiziksel şişirici olarak hidrokarbonların kapsüle edilmesiyle geliştirilmiş ve endüstride yaygın olarak Expancell adıyla bilinen genişleyen küreler kullanılırken, kimyasal şişirici olarak ise Azodikarbonamid (AZDC) ve sodyum bikarbonat kullanılmıştır. Kimyasal şişiricilerin kullanılmasında ayrıca katalizör olarak sırasıyla aktif çinko ve sitrik asit kullanımı da optimize edilmiştir. Örneklerin hazırlanmasında farklı oranlarda şişirici ajanlar ve kimyasal şişirici ajanlar için kullanılan katalizörler şişirici ajanların aktifleşme sıcaklığının altında tek vidalı ekstrüderde polimer yapıya katılarak öncelikle patlatılmaya hazır granüller elde edilmiştir. Daha sonra ise patlatma sıcaklığının üzerinde baskı kalıplama yapılarak levha formunda ürünler elde edilmiştir. Preste kullanılan kalıp boşlukları için gerekli ham madde miktarları hesaplanarak çalışma kapsamında 0.6 g/cm3 yoğunluk değeri sağlanmaya çalışılmıştır. Elde edilen levhalardan uygun standartlara göre test numuneleri kesilerek çekme testleri ve aşınma testleri gerçekleştirilmiş ayrıca hücre yapıları optik mikroskopla incelenmiştir. Ayrıca örneklerin kapiler reometrede patlatma öncesi ekstrüder koşullarındaki viskozitesi belirlenirken kimyasal şişiriciler için kullanılan katalizörlerin patlatma sıcaklığı üzerine olan etkisi de rotasyonel reometre cihazı ile belirlenmiştir. Sonuçlar doğrultusunda, fiziksel şişirici olarak kullanılan 3 phr Expancell içeren numunelerin elastik modül değerinin 6.95 MPa olduğu belirlenmiştir. %30 wax içeren SBS numunelerinde elastik modül 4 MPa olarak ölçülmüş, ancak her iki numunede de %500'ün üzerinde uzama yeteneği korunmuştur. Aşınma testlerinde, 3 phr Expancell ve %30 wax içeren numunelerin, 536.12 aşınma katsayısı ve 54 Shore A sertlik değeri ile en iyi performansı sergilediği tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the lightweighting of SBS polymer, which is widely used in various fields, particularly footwear and automotive, was investigated by foaming with physical and chemical blowing agents, along with the evaluation of changes in mechanical properties throughout the process. To optimize the rheological properties of SBS and ensure successful foaming, wax was incorporated into the SBS structure at different ratios (15%, 22.5%, 30%). The optimum wax concentration (30%) was determined, and the SBS polymer with a fixed wax content was used as the polymer phase in the subsequent stages of the study. For the blowing agents, experiments were conducted using one physical and two chemical blowing agents. Expanding microspheres, commonly known in the industry under the name Expancel, which consist of encapsulated hydrocarbons, were used as the physical blowing agent. Azodicarbonamide (AZDC) and sodium bicarbonate were used as chemical blowing agents. Additionally, catalysts—active zinc for AZDC and citric acid for sodium bicarbonate—were used to optimize the activation of chemical blowing agents. Granules ready for foaming were first prepared by incorporating different ratios of blowing agents and catalysts into the polymer structure using a single-screw extruder at temperatures below the activation point of the blowing agents. Subsequently, sheet-form products were obtained by compression molding at temperatures above the foaming threshold. The required raw material amounts for the mold cavities in the press were calculated to achieve a density of 0.6 g/cm³ during the process. Test specimens were cut from the obtained sheets according to appropriate standards, and tensile and abrasion tests were performed. The cellular structures of the samples were examined using an optical microscope. Additionally, the viscosity of the samples under extrusion conditions prior to foaming was determined using a capillary rheometer, and the effect of catalysts used for chemical blowing agents on the foaming temperature was analyzed using a rotasiyonal reometry. According to the results, the elastic modulus of the samples containing 3 phr Expancel as the physical blowing agent was determined to be 6.95 MPa. The elastic modulus of SBS samples containing 30% wax was measured as 4 MPa, but both samples retained an elongation capability of over 500%. In abrasion tests, the samples containing 3 phr Expancel and 30% wax demonstrated the best performance, with an abrasion coefficient of 536.12 and a Shore A hardness value of 54.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    65079

    A New method for production of a thermoplastic elastomer based on ethylene terpolymer (EPDM)/polypropylene (pp) vulcanizates

    Başlık çevirisi yok

    OSMAN GÖKHAN ERSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    PROF. DR. BURAK ERMAN

  2. Tez No

    232687

    Farklı dolgu maddelerinin termoplastik elastomer malzemenin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkileri

    Effect of different fillers on mechanical and physical properties of thermoplastic elastomers

    NURSEL KARAKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Kimya MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. VELİ DENİZ

  3. Tez No

    788388

    PS/SIBS/KARBON nanotüp kompozitlerin üretimi, ısıl vemekanik özelliklerinin incelenmesi

    Production of PS/SIBS/KARBON nanotube composites, investigation of thermal and mechanical properties

    MELEK IRMAK CENGİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN ŞEN

    DOÇ. DR. EMRE TEKAY

  4. Tez No

    733316

    Production and characterization of thermoplastic elastomer foams based on styrene-ethylene-butadiene-styrene and polypropylene

    Stiren-etilen-bütadien-stiren ve polipropilen bazlı köpük termoplastik elastomerlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    CEREN KIROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN

  5. Tez No

    547274

    Stiren-etilen/butilen-stiren blok kopolimeri esaslı nanokompozitlerin hazırlanması ve modifikasyonu

    Preparation and modification of nanocomposites based on styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer

    TAHSİN ÇAĞLAYAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OLGUN GÜVEN

Geri Dön