Kısa aramid elyaf takviyeli NBR kompozitlerinin özellikleri
The properties of NBR composites reinforced with short aramid fiber
Yazar: HAKAN CİMŞİT
Danışman: DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Kauçuk (NBR), özellikle otomotiv sektöründe kauçuk hortum ve sızdırmazlık elemanlarının üretiminde en çok kullanılan kauçuklardandır. Uygun akrilonitril içeriğine sahip ve diğer özelliklerle dengede olan bir NBR tipi ile çalışıldığında yağ, yakıt ve kimyasallara karşı direnç gerektiren bir çok uygulama alanında kullanılabilir. NBR esaslı malzemelerin söz konusu özelliklerinin geliştirilmesi için uygun çözümlerden biri takviye edici kesikli elyaflar ile harmanlamadır. Elyafların NBR matris ile arayüzeyinin geliştirilmesi, dağılımın iyileştirilmesi ve böylece hedef takviye düzeyine ulaşmada önemli bir adımdır. Bu çalışmada, NBR matris içinde yüzey modifikasyonu sonrasında disperse edilmiş aramid elyaf esaslı ticari takviye malzemelerinin NBR ana matris içinde kullanıldığı durumda elde edilen malzeme özellikleri çok yönlü olarak değerlendirilmiştir.                                                                                                                                                 
Ön karıştırılmış aramid elyaf takviyesi tüm frekanslar için, artan sıcaklık koşullarında vulkanizatların dinamik elastik modülünü geliştirmiştir. Bu artış, statik koşullardaki modül artışının 2 katına yakın seviyelerdedir. Dinamik koşullarda kullanım potansiyeli değerlendirilerek gerçekleştirilen fleksometre testlerinde vulkanizatların sergilediği ısınma, elyafın ısıl iletkenliğinin de etkisi ile, elyaf takviyesi ile belirgin şekilde azalmıştır. Orta düzeyde elyaf yüklemesi ile, hamur işlenebilirliği olumsuz etkilenmeksizin, yaşlanma ile modüldeki kontrolsüz artış engellenebilmektedir. Bu bulgular, hortum, konveyör kayışı, profil gibi NBR'nin sıkça kullanıldığı uygulamalarda karşılaşılan önemli problemlerin, önkarıştırılmış aramid alyaf kullanımı ile çözüme kavuşacabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Nitrile Rubber (NBR) is one of the most commonly used rubber for the production of rubber hoses and seals, especially in the automotive industry. It can be used in a wide range of applications requiring oil, fuel and chemical resistance when working with suitable acrylonitrile content of an NBR type balanced with overall properties. Reinforcing NBR with short fibers after various interphase modification is considered for improving distribution and thus achieving the target reinforcement level. In this study, the material properties obtained in the presence of an aramid fiber based commercial NBR predispersed masterbatch in the NBR main matrix were evaluated in a multifaceted manner.  
Predispersed aramid fiber reinforcement improved dynamic elastic modulus of NBR vulcanizates for all the tested frequencies and for elevated temperatures. This was found as almost two times higher than that of for static test conditions. Potential usage in dynamic applications were considered and therefore Goodrich flex properties of the vulcanizates were investigated. Increase in material temperature could be controlled due to higher thermal conductivity of aramid fiber. Moderate fiber loadings resulted as a convenient solution to prevent insufficient modulus increase of the material, without almost any change in its processability. In conclusion, predespersed NBR/aramid masterbatches was found to solve most of the critical problems faced in widespread industrial NBR applications.