Doğal kauçuk/bütadien kauçuk esaslı elastomerik malzemelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve raylı sistem araçlarında birincil süspansiyon titreşim sönümleme elemanı olarak kullanımının incelenmesi
Preparation and characterization of natural rubber/butadiene rubber based elastomeric materials and examination of its use as primary suspension damping elements in rail system vehicles
Yazar: ECE FATMA ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. MURAT ŞEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Doğal kauçuk = Natural rubber ; Karbon siyahı = Carbon black ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Sönümleme = Damping ; Süspansiyonlar = Suspensions

Özet:
Bu tezin amacı doğal kauçuk ve bütadien kauçuk kullanılarak farklı oranda ve farklı türde karbon siyahları ile hamur sistemlerinin hazırlanması, hazırlanan bu karışımların pişme özelliklerinin incelenmesi ve karakterizasyonun yapılması, karbon siyahının elastomer özelliklerine etkisinin değerlendirilmesi ve hazırlanan karışımların raylı sistem araçlarında birincil süspansiyon olarak kullanılan elastomer esaslı konik yaylarda kullanımının incelenmesidir. 
Tez kapsamında dört farklı reçete oluşturulmuştur. Reçetelerde doğal kauçuk bütadien kauçuk oranı sabit tutulmuş dolgu maddesi karbon siyahının oranı ve türü değiştirilmiştir. Hazırlanan kauçuk karışımların önce Hareketli Kalıp Reometresinde (MDR) cihazında pişme davranışları incelenmiştir. Pişme özelliklerine göre belirlenen sıcaklık ve sürede hidrolik preste test plakaları üretilmiştir. Hazırlanan test plakaları üzerinden sertlik, kalıcı deformasyon, mekanik testler ve ısıl yaşlandırma testleri yapılmıştır. 
Kauçuk karışımlarında kullanılan karbon siyahlarının türünün etkisinin değerlendirilmesi ve diğer dinamik mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi amacı ile Kauçuk Proses Analizör (RPA) cihazı yardımı ile karışımların farklı frekanslarda depo modül değerleri ve çapraz bağ yoğunlukları bulunmuştur. 
Karbon siyahının depo modülü üzerindeki etkisini gözlemek amacıyla ayrıca farklı frekanslarda DMA cihazıyla da frekans taraması yapılmıştır. DMA cihazı ile karışımların sönümleme özellikleri de belirlenmiştir. Ayrıca disklerin konik yay ürününde kullanımını değerlendirebilmek için Elastomer Test Sistemi cihazı ile yük altında, farklı frekanslarda tarama yapılarak karışımların sönümleme, doğal frekans, titreşim geçirgenliği ve direngenlikleri değerlendirilmiştir. 
Elde edilen veriler ışığında karışımlar arasından seçilen NR50 formülü ile elastomer esaslı konik yay hazırlanarak, konik yay için tanımlanan şartname değerlerine uygunluğu ve araçta kullanılabilirliğini incelemek amacı ile elastomer esaslı konik yaya; kalıcı deformasyon, dikey – yanal yük altında yer değiştirme (direngenlik) testleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar ışığında, geliştirilen karışımların elastomer esaslı konik yayda kullanılabileceği kanıtlanmıştır.

Abstract:
The aim of this thesis is to prepare rubber compound systems with different ratios and different types of carbon blacks by using natural rubber and butadiene rubber, and identification of vulcanization conditions and characterization of  these prepared mixtures, to evaluate the effectiveness of carbon black used and also using of these mixtures as the primary suspension in rail systems vehicles to be elastomer based conical springs 
In this thesis, four different compounds were prepared Compounds were prepared by using different ratios and types of carbon black as filler by keeping the ratio of natural rubber butadiene rubber constant. First, the curing behavior of the prepared rubber mixtures in the Moving die Rheometer (MDR) device was investigated. Test plates were produced in the hydraulic press at the temperature and time determined according to the curing characteristics. Hardness, permanent deformation, mechanical tests and thermal aging tests were carried out on the prepared test plates.
In order to evaluate the effect of the type of carbon black used in rubber mixtures and to evaluate other dynamic mechanical properties, the storage modulus values and cross-link densities of the mixtures at different frequencies were found with the help of Rubber Process Analyser (RPA) system.
In order to observe the storage module effect of the carbon black effect, frequency scanning was performed with DMA device at different frequencies by using discs prepared from rubber mixtures. The damping properties of the mixtures were also determined with Elastomer Testing System , in order to evaluate its use in the conical spring product for separator discs, damping, natural frequency, vibration permeability and stiffness of the mixtures were evaluated by scanning at different frequencies under load with the test device.
In the light of the data obtained, an elastomer-based conical spring was prepared with the NR50 formula selected from among the mixtures, and in order to examine its compliance with the specification values defined for the conical spring and its usability in the vehicle, permanent deformation, displacement (resistance) tests under vertical – lateral load were carried out for the elastomer-based conical springs. As a results of the experimental studies, it has been proven that the developed mixtures in this thesis can be used in elastomer-based conical springs.