Utilization of Si-kerf as a reinforcing agent in EPDM rubber compounds: Mechanical and thermal properties
EPDM kauçuk bileşiklerinde Si-kerf'in dolgu maddesi olarak kullanımı: Mekanik ve termal özellikler
- Tez No: 969039
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR, DOÇ. DR. MERTOL GÖKELMA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Endüstriyel sürdürülebilirlik, Kauçuk, Industrial sustainability, Rubber
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, güneş paneli üretiminde oluşan silikon kerf (Si-kerf) atığının, etilen-propilen-dien monomer (EPDM) esaslı kauçuk bileşiklerinde takviye edici dolgu malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sürdürülebilirlik hedefleri doğrultusunda yapılan bu çalışmada, Si-kerf'in farklı oranlarda kullanıldığı bileşiklerin reolojik davranışları, mekanik özellikleri, termal dayanımları ve yaşlanma sonrası performansları incelenmiştir. ASTM ve SAE J20 standartlarına uygun olarak yürütülen deneysel çalışmalarda, numuneler çekme testi, sertlik, yaşlanma dayanımı, şişme analizi ve çapraz bağ yoğunluğu ölçümleriyle karakterize edilmiştir. Ayrıca, hacimsel şişme yöntemi kullanılarak çapraz bağ yoğunluğu hesaplanmış, Flory-Rehner denklemi ile sayısal değerler elde edilmiştir. SEM ve EDX analizleri, Si-kerf parçacıklarının EPDM matrisi içinde yüzey modifikasyonuna ihtiyaç duymadan iyi dağılabildiğini ve dolgu-polimer etkileşiminin yeterli olduğunu göstermiştir. Elde edilen bulgular, geri kazanılmış silikanın özellikle %10–20 oranlarında kullanıldığında, CB100 referans bileşiği ile yakın hatta üstün mekanik ve termal performans sergilediğini göstermektedir. %20 Si-kerf ve %80 karbon siyahı içeren CB80–Skf20 formülasyonu, çekme dayanımı, çapraz bağ yoğunluğu ve termal yaşlanma performansı açısından en dengeli sonucu vermiştir. Bu çalışma, Si-kerf'in kauçuk endüstrisinde çevreci ve ekonomik bir alternatif olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the potential of silicon kerf (Si-kerf), a byproduct of photovoltaic wafer slicing, as a sustainable alternative to conventional fillers like carbon black (CB) and commercial silica (CS) in ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber compounds. The aim was to evaluate the performance of Si-kerf-containing compounds in terms of their physico-mechanical, thermal, morphological, and rheological properties and to assess their suitability under standard conditions such as SAE J20 and ASTM protocols. Experimental formulations with varying filler ratios were subjected to tensile testing, hardness, aging resistance, and swelling analysis. Crosslink density was calculated using the Flory-Rehner equation based on equilibrium swelling in hexane. Morphological characterization via SEM and EDX confirmed that Si-kerf particles, comprising a crystalline silicon core and an amorphous SiO₂ shell with a residual PEG-like layer, dispersed well in the non-polar EPDM matrix without requiring surface modification. The results demonstrated that Si-kerf-filled compounds achieved comparable, and in some cases superior, properties relative to the CB100 reference compound, particularly in terms of thermal stability, mechanical integrity, and processability. Among all formulations, the compound containing 80 phr CB and 20 phr Si-kerf (CB80–Skf20) showed the best overall balance in tensile performance, crosslink density, and thermal aging resistance. These findings indicate that Si-kerf is a technically and environmentally viable reinforcing filler for EPDM, offering both performance and sustainability advantages while supporting circular economy goals in polymer engineering.
Benzer Tezler
- Su damıtma işleminde güneş enerjisinden yararlanma ve güneş enerjili havuz tipi damıtıcıların incelenmesi
Utilization of solar energy in water distillation and basin type solar stills
OSMAN BEZK
- An experimental and theoretical study on the utilization of observation channel for transmitter noise cancellation in in-band full-duplex radios
Bant-içi tam çift yönlü radyolarda gözlem hattının verici gürültü giderimi için kullanılmasına yönelik deneysel ve teorik bir çalışma
ALTUĞ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN MUZAFFER GÜVENSEN
- Production and application of n- and p-type Si wafer using CVD method
CVD yöntemi kullanılarak n- ve p-type Si wafer üretimi ve uygulaması
SALİH ALPER AKALIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- SILAR yöntemiyle büyütülen CuxS ve CuxSey ince filmlerin arayüzey tabakalı sandviç yapılarda kullanılması ve karakteristik parametrelerinin incelenmesi
Utilization of CuxS and CuxSey thin films grown by SILAR method in fabrication of sandwich structures with interface layer and investigation of these thin films in terms of characteristic parameters
AYKUT ASTAM
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM
- Tarhananın besinsel zenginleştirilmesinde kinoa, karabuğday ve lüpen unlarının kullanımı
Utilization of quinoa, buckwheat and lupin flour in tarhana for nutritional enrichment
ASUMAN ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİLGÜN ERTAŞ