NR/SBR tipi elastomer esaslı ayakkabı taban malzemelerinin mekaniksel özelliklerine bazı dolgu maddelerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of some additives on the mechanical properties of NR/SBR elastomer based sole materials
Yazar: NURETTİN AKÇAKALE
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ÖZSERT ; YRD. DOÇ. DR. AHMET DEMİRER
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ayakkabı endüstrisi = Shoe industry ; Ayakkabı tabanı = Sole ; Ayakkabılar = Shoes ; Lastik = Rubber ; Lastik sektörü = Tire sector ; Lateks = Latex

Özet:
Ayakkabı taban üretiminde çok farklı özellikte malzemeler kullanılmaktadır. Kullanılan malzeme grubunda en fazla yekûnu teşkil eden ise elastomer esaslı ayakkabı tabanlardır. Bu çalışmada NR/SBR elastomer esaslı taban malzemelerinde geleneksel dolgu malzemelerinin yerine farkı dolgu maddeleri kullanılmıştır. Çalışmada karbon siyahının yanında, alternatif dolgu malzemesi olarak cam küre, cam elyafı, mika tozu, salpa tozu ve wollastonit kullanılmıştır. Bu dolgu malzemelerinin mekaniksel özelliklere etkileri ve maliyet analizi yapılmıştır. Çalışma sonucunda Klasik Formül, Formül A ve Formül B'nin diğer alternatif dolgu içeren numuneler ile karşılaştırması yapılmıştır.Deneysel çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Endüstride yaygın olarak kullanılan Klasik Formül baz alınarak yapılan ilk çalışmada Doğal kauçuk (NR) oranını azaltarak stiren butadien sentetik kauçuğunun (SBR) oranı artırılmıştır. Elde edilen formülde ilave dolgu oranı % 8,9 alınmıştır. Formül A malzemesine sonradan % 8,15 oranında alternatif dolgu ayrı ayrı katılarak beş farklı formülasyon elde edilmiştir. Bu karışımların mekaniksel özellikleri incelenmiştir. Deney sonuçları, wollastonit, mika tozu ve cam kürenin kauçuk karışımlarında karbon siyahı ile birlikte kullanıldığında mekaniksel özelliklerde belli bir iyileşmenin olduğunu göstermiştir. Salpa tozu kauçuk içerisinde yoğrulma esnasında topaklaşmadan dolayı karışımda homojen bir yapı sağlamamış olduğundan elde edilen kauçuk malzemede mekaniksel özelliklerin düşmesine neden olmuştur. Bu çalışmada aşınma miktarları ve kopma mukavemetleri istenen değerleri karşılamadığı görülerek ikinci aşama formülasyon çalışmasına geçilmiştir.Anahtar kelimeler: NR, SBR, Wollastonit, Cam küre, Cam elyaf, Mika tozu, Elastomer, Kauçuk taban.İkinci aşamadaki formülde toplam NR+SBR oranı % 44,6 olup SBR oranı artırılmıştır. İlave dolgu oranı % 5,15- 9,4?13,4 ve 17,2 alınmıştır. Cam elyaf ve salpa tozu hariç diğer dolgular kullanılarak yapılan bu ikinci çalışmada mekanik değerlerin hemen hemen tümünün olumlu etkilendiği ve standart değerler içinde yer aldığı görülmüştür. Yoğunluk değerlerinde azalma tespit edilmiştir. Kullanılan dolgu malzemelerinin bütün malzeme numunelerinde sertlik değerlerini arttırdığı belirlenmiştir. Numunelerin Bennewart esnetme deneyi sonucu tümü kabul edile sınırların içerisinde çıkmıştır. Mekanik değerlerin genelde iyi sonuç verdiği % 5,15 dolgulu malzemelerin uzama miktarında iyileşme görülmüştür. Elastomer esaslı taban malzemeleri için en uygun mekanik değerler baz alınarak yapılan maliyet analizine göre cam küre B1 CK1 ve B2 CK2, wollastonit dolgulu B1 W1 ve B2 W2 nin tercih edilmesinin uygun olacağı görülmüştür.

Abstract:
Various materials have been used in production of shoe sole. The most of the material groups are shoe soles with elastomer based. In this field, in elastomer based sole materials, different fitting materials were used instead of traditional filling materials.In this study, alternative filling materials beside carbon black (such as glass balls, glass fiber, powder of mica and wollastonit) are used. Its mechanical properties and cost analysis were investigated. As the result, Classical Formula, types of A and B were compared with other alternative filling samples. Test study occurred into two steps. In widespread used material of the industry, Classic Formula, the rate of natural rubber (NR) was reduced while styrene butadiene synthetic rubber (SBR) was increased. The rate of additional filling material was 8,9 %. Then, by adding alternative filling material 8,15 % into material type A, five different samples were produced. The mechanical properties of these composites were investigated. Test results showed that Wollastonit, mica powder and glass ball are used with carbon black and this caused an improvement into mechanical features. As powder of leather bold was not uniformly distributed in the mixture due to agglomeration and making a weak bonding with it, rubber material exhibited lower performance in terms of psychical properties. In this step, due to weakness of resistance on breaking and corrosion, the second Formula study was applied. In the second phase of this study, the total ratio of NR/SBR is 44,6 % and SBR increased. Additional filling rates are 5,15- 9,4- 13,4 and 17,2 %. Almost all the mechanical properties of type B material were improved by the addition of filling materials, except for glass fiber and powder of leather board. It was observed that the density of type B material was decreased, also hardness ratio was increased. Subjecting to Bennewart elasticity test, all materials exhibit acceptable results. Mechanical values were generally improved, elastic values of 5,15 % of filling materials were exhibited. According to the cost analysis for elastomered sole materials, glass ball samples (B1, CK1 and B2 CK2) and wollastonit filled samples (B1 W1 and B2 W2) are the most common effective materials with the best properties.Keywords: NR, SBR, Wollastonit, Glass Spheres, Glass fiber, Mica powder, Elastomers, Rubber sole.