Kord kaplama hamurlarında arayüzey geliştirme amaçlı sıvı kauçuk kullanımı
Evaluating liquid rubbers for improving cord-rubber interphase
Yazar: METİN ERENKAYA
Danışman: DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Lastiğin maruz kaldığı yükün taşınması işlemini üstlenen gövde yapısı, lastik bileşenlerinin en önemlileri arasındadır. Lastiğin çalışma koşullarında ısı, basınç ve yük altında dinamik zorlamalar sonucu kauçuk ve kord katmanlarının birbirinden ayrılma problemi meydana gelmekte ve lastiklerin çalışma ömürlerinin azaldığı görülmektedir. Bu tez kapsamında, lastiklerde gövde katmanında kullanılan takviye edici kordların lastik gövdesine tutunmasından sorumlu olan kaplama hamurlarının takviye edici polyester kord ile yapışma performansının geliştirilmesinde sıvı kauçukların etkinliği değerlendirilmiştir. Bu sayede, otomobil ve büyük ağır vasıta lastiklerinde laminasyon hatalarının önüne geçilerek lastik çalışma ömürlerinin arttırılabileceği öngörülmüştür.
Çalışmanın ilk aşamasında, seçilen referans hamura farklı tipte sıvı kauçuklar sabit oranda eklenerek alternatif kauçuk hamurları hazırlanmıştır. İkinci aşamada, yine sabit sıvı kauçuk oranında çalışılmış, pişirici sistemin değiştirilmesi durumunda sıvı kauçukların etkinliği tekrar incelenmiştir. Üçüncü aşamada, benzer etkilerin daha düşük oranda sıvı kauçuk kullanılarak elde edilebilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla hazırlanan kauçuk hamurlarının vulkanizasyon öncesi reolojik ve dinamik özellikleri, vulkanizasyon sonrasında ise morfolojik, fiziko-mekanik ve ısıl özellikleri yaşlandırma öncesi ve sonrası olmak üzere karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Kauçuk-kord arayüzey etkileşimi H-yapışma ve yüzey yapışma testi ile belirlenmiştir ve temas açısı ölçümleri ile hesaplanan termodinamik yapışma işi sonuçları ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Yapışma performansının değerlendirilmesi amacıyla örnekler 150℃'de 30 dakika ve 150 dakika olmak üzere iki farklı sürede vulkanize edilmiştir. Burada amaç, kaplanmış kordların hem kısa, hem de uzun sürede pişirilen lastiklerin üretiminde kullanıldığı durumları ayrı ayrı temsil edebilmektir.  Kısa süreli pişirmede uygun sıvı kauçuk ilavesi ve optimum pişirici sistem seçimi ile yapışma performansında %20 kadar bir artış sağlanarak 28 N düzeyine ulaşabildiği görülmüştür. Uzun süre pişirme durumunda ise sıvı izopren kauçuk ve sıvı stiren-bütadien kauçuk ilavesi ile 2 kata varan oranlarda yüksek yapışma kuvveti elde edilebilmiştir.

Abstract:
Tyre carcass, which is responsible of load bearing, is an essential parts of the tyre. Due to heat, pressure and dynamic loads during their service life, tyres are exposed to lamination failures between rubber compounds and reinforcing polymeric cords. This is a major problem to reduce service life of a tyre. In this thesis, liquid rubbers were evaluated to improve adhesion between reinforcing polyester cords and skim rubber compound. It was aimed to prevent/reduce lamination failures in automobile and heavy vehicle tyres and to increase their service life.  
In the first stage of the study, alternative rubber compounds were prepared by incorporating various type of liquid rubbers into a reference compound. In the second stage, amount of liquid rubbers was kept constant and their effect was studied in the case of various curative levels. Then, using lower level of liquid rubbers to meet equivalent contribution was investigated in the third stage of the study. Rheological and dynamic properties of the uncured rubber compounds were studied along with morphological, physico-mechanical and thermal properties of them after vulcanization. Cord-rubber interphase was investigated with H-adhesion and T-peel adhesion tests. Adhesion force and thermodynamic work of adhesion values were evaluated comparatively to seek possible correlation between them.   
Adhesion test samples were prepared by curing for 30 and 150 minutes at 150℃ to simulate both short and long term curing of different type size of tyres. For short term cured samples, 20% increase in adhesion performance could be obtained by using appropriate liquid rubber and sufficient level of curatives. Besides, liquid isoprene rubber and liquid styrene-butadiene rubber could provide almost double the value of adhesion forces in the case of long term cured test samples.