Bor zenginleştirme proses atığının kauçuk karışımları üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of boron enrichment waste on rubber mixtures
- Tez No: 998099
- Danışmanlar: PROF. DR. NECİP ATAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğal kauçuk, Vulkanize kauçuk, Natural rubber, Vulcanized rubber
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, bor zenginleştirme prosesinden kaynaklanan katı atığın NR esaslı kauçuk karışımlarında dolgu/katkı bileşeni olarak değerlendirilebilirliği incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, bor proses atığı ilavesinin karışımların kür davranışı, dinamik reolojik yanıtı, fiziko mekanik özellikleri, dispersiyon kalitesi ve yanmazlık performansı üzerindeki etkisini kontrol numunesi ile karşılaştırmalı olarak ortaya koymak olmuştur. Araştırma nicel ve deneysel bir düzende yürütülmüş; bor proses atığı içermeyen kontrol karışımı (D0) ile iki farklı dolgu seviyesinde atık içeren karışımlar (D1 ve D2) aynı üretim ve kür yaklaşımı altında hazırlanmıştır. Atık malzeme SEM, FT IR ve XRD ile karakterize edilmiş; kimyasal bileşim sonuçları raporlanmıştır. Kür karakteristiği MDR ile ML, MH, tS1, tS2, t90 ve CRI parametreleri üzerinden değerlendirilmiş; dinamik viskoelastik yanıt RPA raporlarından türetilen G* ve tanδ değerleri ile izlenmiştir. Vulkanizatların performansı yoğunluk (ISO 2781), çekme kopma (ISO 37), sertlik (ISO 48 4) ve basınç altında ezilme (ISO 815 1) testleriyle belirlenmiştir. Bulgular, bor proses atığının çok fazlı/mineral karakter sergilediğini ve karışım davranışını çoklu mekanizmalar üzerinden etkileyebildiğini göstermiştir. MDR sonuçlarında atık ilavesiyle optimum kür süresinin uzadığı ve kür hız indeksinin düştüğü belirlenmiştir. RPA verileri, düşük genlik koşulunda D1 ve D2 karışımlarında G* ve tanδ değerlerinin kontrol karışımına göre daha düşük seyrettiğini göstermiştir. Mekanik sonuçlarda D1 karışımının kopma anındaki çekme dayanımının kontrol karışımına kıyasla yükseldiği, D2 seviyesinde ise çekme dayanımında belirgin düşüş oluştuğu görülmüştür; yoğunluk artışı sınırlı düzeyde kalmıştır. Dispersiyon raporlarında yüksek dispersiyon düzeyine ulaşılabildiği, ancak plaka bazlı ölçümlerde değişkenlik görülebildiği belirlenmiştir. Yanmazlık testinde numuneler arasında yanma hızı açısından farklılıklar raporlanmıştır. Sonuç olarak bor proses atığının, uygun dolgu seviyesinde ve proses/dispersiyon kontrolü sağlandığında NR karışımlarında değerlendirilebilecek bir dolgu adayı olduğu; daha yüksek seviyelerde ise kür çevrimi ve mekanik performans dengelerinin yeniden optimizasyon gerektirdiği ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the feasibility of using solid waste generated from boron beneficiation as a filler/additive in NR based rubber compounds was investigated. The main objective was to determine, in comparison with a reference formulation, how the incorporation of boron process waste influences curing behavior, dynamic rheological response, physico mechanical performance, dispersion quality, and flammability behavior. The study was designed as a quantitative, experimental work. A waste free control compound (D0) and two compounds containing the waste at different loading levels (D1 and D2) were prepared under the same compounding and curing approach. The waste material was characterized by SEM, FT IR, and XRD, and its chemical composition was reported. Cure characteristics were evaluated using MDR through ML, MH, tS1, tS2, t90, and CRI parameters, while dynamic viscoelastic behavior was tracked using G* and tanδ values derived from RPA test reports. The performance of vulcanizates was determined by density (ISO 2781), tensile properties (ISO 37), hardness (ISO 48 4), and compression set (ISO 815 1). The results indicated that the boron process waste exhibited a multi phase/mineral character and could affect compound behavior through multiple mechanisms. MDR results showed that the addition of the waste extended the optimum cure time and decreased the cure rate index. RPA outputs demonstrated that, under low strain conditions, G* and tanδ values for D1 and D2 were lower than those of the control compound. Mechanical findings revealed that the tensile strength at break increased at the D1 level compared to the control, whereas a pronounced decrease occurred at the D2 level; the increase in density remained limited. Dispersion reports confirmed that high dispersion levels could be achieved, although plate based measurements showed variability that required process control. The ISO 3795 test reported differences in burning rate among samples. Overall, the study concluded that boron beneficiation waste could be considered as a filler candidate for NR compounds when an appropriate loading level and robust dispersion/process control were ensured, while higher loadings required re optimization of cure cycle and mechanical performance balance.
Benzer Tezler
- Atık suların temizlenmesinde mineral kökenli atıklardan adsorbent geliştirilmesi
Development of mineral based adsorbent from waste materials for wastewater treatment
ÜNZİLE YENİAL
Doktora
Türkçe
2018
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY BULUT
- Bor mineralleri zenginleştirme prosesi atıklarının, ağır metallerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılmasında kullanılabilirliğinin araştırılması
Bor mineral beneficiation process waste, usability of heavy metals in aqueous solutions removal of investigation
ABDULLAH TOKU
- Bor madeni atıklarından tek bileşenli yeni tip geopolimer bağlayıcı geliştirilmesi
Development of one-part new type geopolymer binder from boron mine wastes
CAVİT ÇAĞATAY KIZILTEPE
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSA YÜKSEL
PROF. DR. SERDAR AYDIN
- Sulu çözeltilerden bazik tekstil boyarmaddelerin giderilmesi
Removal of basic textile dyestuffs from aqueus solution
HALİL İBRAHİM DEMİR
- Kimyasal olarak modifiye edilmiş bor minerali zenginleştirme prosesinde açığa çıkan atıkların sulu çözeltilerinden acid blue-113 boyarmaddesinin uzaklaştırılmasında adsorban olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of chemically modified waste from the boron mineral enrichment process as an adsorbent for the removal of acid blue-113 dye from aqueous solutions
YAĞMUR DİLAN SEVİL