Kendi kendini onarabilen kauçuk formülasyonlarınının geliştirilmesi
Development of self healing rubber formulations
Yazar: ÖZNUR BİLGE KAVACIK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KODAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yüksek teknoloji ile üretilen otomobil lastikleri gerek kullanım ortamı gerek kullanıcı kaynaklı herhangi bir tüketici ürününün yaşadığı en zorlu ortamlardan birine maruz kalmaktadır. Bu şartlar, lastiğin elastikiyetinin bir kısmını kaybetmesine ve kauçuk hamurunda çatlak oluşumuna sebep olmaktadır. Bu nedenle lastiğin kullanım ömrü üzerinde doğrudan etkilidir. Lastik teknolojisinin gelişimine yön veren sektörel rekabet, lastiğin tasarımı kadar kullanım ömrü ve geri dönüşümü üzerine araştırmaların oluşmasında etkili olmuştur. Ömrünü tamamlayan lastiklerin geri dönüşümünün zorluğunun da etkisiyle lastiğin çevreci yönünü destekleyen çalışmalar ivmelenmektedir. Kendi kendini onarabilen kauçuk hamurlarının geliştirilmesi, sektörde önemli bir ihtiyaç ve çalışma alanı oluşturmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, otomobil lastiklerinin düşük gaz geçirgenliği nedeniyle astar kısmında kullanılan, yapısında fonksiyonel grup bulundurarak elektronegatif bölge oluşturan ve bu sayede moleküler düzeyde etkileşimi artıran bromobütil kauçuğun (BIIR) kendi kendini onarabilme mekanizmasına yönelik çalışmalar yürütülmüştür. Literatürde ilk kez lastik astar karışımına oktavinil fonksiyonel grupları içeren polihedral oligomerik silseskuiokzan (OV-POSS) laboratuvar ölçekli Banbury mikserde harmanlanarak kendi kendini onarabilme davranışına sıcaklık ve süre deneysel parametrelerin etkisi incelenmiştir. Bu sayede lastikte karşılaşılan çatlak problemlerinin kendi kendini onarabilmesine yönelik alt yapı oluşturarak çevreci yönüne katkı sağlanması hedeflenmiştir. Harmanlanmasının ardından yine laboratuvar ölçekli bir çift silindirli mil kullanılarak hamurlar homojenize edilmiştir. Hamurların reolojik özellikleri döner kalıp reometresi (MDR) ve Mooney testi ile belirlenmiştir. Kauçuk karışımına kendi kendini onarabilme özelliğinin kazandırılması ve mekanik özellikler çekme testi ile değerlendirilmiştir. Örneklerin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve yapısal değişiklikleri ise FTIR analizleri ile tespit edilmiştir. OV-POSS varlığında sıcaklık ve sürenin de etkisiyle astar karışımının kendi kendini onarabilme özelliğinin iyileştiği görülmüştür.

Abstract:
Automobile tires produced in high amounts are exposed to one of the most challenging environments of any consumer product, both from the used environment and the user. These conditions cause the tire to lose some of its elasticity and the formation of cracks in the rubber compound. Therefore, it has a direct effect on the service life of the tire. Sectoral competition, which directs the development of tire technology, has been influential in the formation of research on service life and recycling as well as the design of the tire. With the impact of the difficulty of recycling end-of-life tires, the efforts to support the environmentalist aspect of tires are accelerating. Developing self-healing rubber compounds constitutes an important area of need and work in the sector. Within the scope of this thesis, studies were carried out on the self-healing mechanism of bromobutyl rubber (BIIR), which is used as the inner liner of automobile tires due to its low gas permeability, creates an electronegative region by containing a functional group in its structure and thus increases the interaction at the molecular level. For the first time in the literature, the effect of temperature and time experimental parameters on the self-healing behavior of rubber inner liner by blending polyhedral oligomeric silsesquioxane (OV-POSS) containing octavinyl functional groups in a laboratory-scale Banbury mixer was investigated. In this way, it is aimed to contribute to the environmental aspect by creating know-how for the self-healing of crack problems encountered in the tire. After blending, the compounds were homogenized using laboratory-scale two-roll mills. The rheological properties of the compounds were determined by moving die rheometer (MDR) and Mooney test. The self-healing property of rubber compound and mechanical properties was evaluated by tensile test. The morphological properties of the samples were determined by scanning electron microscopy (SEM), and the structural change was determined by FTIR analysis. In the presence of OV-POSS, it was observed that the self-healing property of the inner liner improved with the effect of temperature and time.