Endüstriyel hortum ürünleri için sürdürülebilir yeşil kauçuk hamur tasarımı
Sustainable green rubber compound design for industrial hose products
Yazar: BURCU CAN KARABULUT
Danışman: PROF. DR. SERKAN EMİK
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Sürdürülebilirlik, günümüzde yeni kimyasal malzemeler veya ürünler tasarlanırken dikkate 
alınması gereken en önemli ve vazgeçilmez unsurlardan biri haline gelmiştir. Bu kavram, doğal 
kaynakların verimli kullanımını ve çevresel etkilerin minimize edilmesini öncelik haline getiren 
bir yaklaşımı ifade etmektedir. Sürdürülebilir ürünler ise doğal ekosistemlerin dengesini 
bozmadan, çevreye zarar vermeden üretilebilen, uzun ömürlü ve yeniden kullanılabilir 
nitelikteki ürünler olarak tanımlanmaktadır. Bu bağlamda, karbon ayak izinin azaltılması, 
karbondioksit emisyonlarının kontrolü ve ürün ömrü sonrasında geri dönüşüm potansiyelinin 
değerlendirilmesi, sürdürülebilir malzeme geliştirme süreçlerinde ele alınması gereken temel 
parametreler olarak öne çıkmaktadır.
Bu perspektiften bakıldığında, kauçuk endüstrisi de sürdürülebilirlik ilkesine uygun 
malzemelerin kullanımını artırmaya yönelik önemli adımlar atmaktadır. Doğal kaynakların 
korunması, endüstriyel süreçlerden kaynaklanan çevre kirliliğinin kontrol altına alınması ve bu 
sayede ülke ekonomisinin desteklenmesi, kauçuk endüstrilerinin sürdürülebilirlik stratejilerinin 
odak noktalarını oluşturmaktadır.
xviii
Bu çalışmanın temel amacı, endüstriyel EPDM hortum üretiminde kullanılan kauçuk 
bileşiklerinde sürdürülebilirlik odaklı yenilikçi çözümler geliştirmektir. Özellikle geri 
kazanılmış karbon siyahı, biyobazlı silika ve epokside soya fasulyesi yağı gibi çevre dostu 
malzemelerin Hortum iç katman ve dış katman kauçuk karışımlarında kullanımıyla karbon 
ayak izinin azaltıldığı yeni nesil ürünlerin tasarlanması hedeflenmiştir. Bu kapsamda, bu 
yenilikçi malzemelerin, jenerik EPDM (etilen propilen dien monomer) reçeteleri üzerindeki 
etkileri incelenmiştir. Yenilikçi hammadde çalışmaları ile elde edilen bilgiler ışığında yeni 
kauçuk iç katman ve dış katman reçeteleri geliştirilmiştir. Çalışma, sürdürülebilir malzemelerin 
kauçuk bileşiklerinde mekanik özellikler açısından bazı performans kayıplarına neden 
olabileceğini göstermesine rağmen, uygun optimizasyon yöntemleriyle bu zorlukların 
aşılabileceğini vurgulamaktadır.
Sonuç olarak, bu çalışma sürdürülebilirliğin kimyasal malzeme geliştirme süreçlerine 
entegrasyonunun yalnızca çevresel faydalar sağlamakla kalmayıp, endüstriyel uygulamalarda 
da rekabetçi avantajlar sunabileceğini ortaya koymaktadır. Kauçuk endüstrisindeki bu tür 
yenilikçi yaklaşımlar, hem çevreye duyarlı üretim süreçlerini teşvik etmekte hem de uzun 
vadede daha yeşil bir geleceğin inşasına katkı sağlamaktadır.

Abstract:
Sustainability has become one of the most significant and indispensable considerations in the 
design of new chemical materials or products today. This concept represents an approach that 
prioritizes the efficient use of natural resources and the minimization of environmental impacts. 
Sustainable products are defined as those that can be produced and reused for a long time 
without disrupting the balance of natural ecosystems or causing harm to the environment. In 
this context, reducing carbon footprints, controlling carbon dioxide emissions, and evaluating 
the recycling potential of materials after their lifecycle emerge as key parameters to address in 
sustainable material development processes.
From this perspective, the rubber industry is also taking significant steps to increase the use of 
materials that comply with sustainability principles. The preservation of natural resources, 
control of environmental pollution caused by industrial processes, and support of the national 
economy form the focal points of sustainability strategies in the rubber sector.
xx
The primary goal of this study is to develop innovative solutions focused on sustainability in 
rubber compounds used in industrial EPDM hose production. Specifically, it aims to design 
next-generation products with reduced carbon footprints by utilizing eco-friendly materials 
such as reclaimed carbon black, bio-based silica, and epoxidized soybean oil in the rubber 
compounds used for the inner and outer layers of the hoses. Within this scope, the effects of 
these innovative materials on generic EPDM (ethylene propylene diene monomer) formulations 
have been investigated. Based on the findings from innovative raw material studies, new inner 
and outer rubber layer formulations have been developed. The study emphasizes that although 
sustainable materials may cause some performance losses in the mechanical properties of 
rubber compounds, these challenges can be overcome through appropriate optimization 
methods.
In conclusion, this study demonstrates that integrating sustainability into chemical material 
development processes not only provides environmental benefits but also offers competitive 
advantages in industrial applications. Such innovative approaches in the rubber industry 
encourage environmentally friendly production processes and contribute to building a greener 
future in the long term.