Geri sekme esnekliği ölçüm cihazı tasarımı ve elastomer testlerinde kullanılması
Design of rebound resilience measurement instrument and its use for elastomer testing
Yazar: SÜLEYMAN FATİH KELEŞ
Danışman: PROF. DR. MURAT ŞEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Geri sekme esnekliği ölçüm cihazı elastomerlerin esnekliğinin belirlenmesi amacıyla kullanılan ve ülkemizde üretilmeyen, ithal edilen bir cihazdır. Tasarıma başlanmadan önce referans alınacak standartlar belirlenerek incelenmiş ve cihazın sahip olması gereken özellikler listelenmiştir. 
Bu bilgiler kullanılarak cihazın detaylı tasarımı yapılmış, kullanılacak hazır ürünler belirlenmiştir. Tasarlanan geri sekme ölçüm cihazının parçalarının uygun teknikler ile üretilmesinin ardından cihaz montajlanarak çalışır hale getirilmiştir.  Daha sonra cihazın çalışmasının doğrulanması için standart test yöntemlerinde belirtilen sürtünme ve sarkaç periyoduna bağlı indirgenmiş sarkaç boyu hesaplanmıştır. Bunun yanı sıra Ferkan A.Ş. ve Standart Profil A.Ş. firmalarında farklı cihazlar ile ölçülerek geri sekme esneklik değeri belirlenen numuneler ile karşılaştırmalı ölçümler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar gereksinimi karşılamadığı için tasarım değişlikleri yapılmıştır ve cihaz gereksinimleri sağlayacak şekilde revize edilmiştir. Yapılan güncelleme sonrasında doğrulama testleri ve karşılaştırmalı ölçümler tekrarlanarak cihazın doğruluğu kontrol edilmiştir. 
Doğrulama için kullanılan numunelerden farklı olarak doğal kauçuk temelli 4 tane farklı reçetede hamur hazırlanmıştır. NR 50 ve NR 60 kodlu reçeteler arasında FEF 550 karbon siyahı oranı arttırılmıştır. NR-MT 50 ve NR-MT 60 kodlu reçetelerde ise FEF 550 oranı sırası ile NR50 ve NR60 reçeteleri ile aynı tutulmuş ve ek olarak aynı oranda MT 990 eklenmiştir. Hazırlanan numunelerin üretilen cihazda geri sekme esneklik değerleri ölçülmüştür. Yapılan ölçüm sonucunda, NR 50 reçeteli numunenin %71, NR-MT 50 reçeteli numunenin %74, NR 60 reçeteli numunenin %52, ve NR-MT 60 reçeteli numunenin %70 geri sekme esnekliği olduğu görülmüştür. 50 shore A sertlikteki NR içine MT 990'ın eklenmesi sertliğini değiştirmediği gibi geri sekme değerini de değiştirmemiştir. 60 sertlikte FEF 550 ve HAF 330 kullanılarak hazırlanan NR için elde edilen %53 geri sekme esnekliği değerinin MT 990 eklenmesiyle hızla %70 düzeyine çıktığı görülmüştür. Bu durumda geri sekme davranışının elastomerin hazırlanmasında kullanılan karbon siyahının tipine ve elastomerin shore A sertliğine bağlı olarak değişim gösterebileceği ancak sistematik ilişkinin kurulabilmesi için daha farklı karbon siyahı oranları ve sertlik değerleri ile çalışılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Rebound resilience measurement instrument is used to determine the elasticity of elastomer materials and the instrument is imported since it is not produced within our country. Before starting to the design of the instrument, the standards written for this purpose are determined and investigated so that the requirements of the instrument can be listed. 
The detailed design of the instrument is made and the finished products are determined according to the information gained. The parts of the instrument are manufactured using appropriate manufacturing techniques and the parts are assembled so that the instrument can operate. In order to verify the operation of the instrument, friction and reduced length of pendulum are calculated which are explained in standard test procedure. In addition, rebound resilience value of specimens are measured which are taken from Ferkan A.Ş. and Standard Profil A.Ş. The measured values are compared to the values measured by the given companies. Since the results do not meet the requirements, the design of the instrument is revised so that it meets the requirements. After the revisions, the verification tests are performed again and the instrument is verified. 
Four different natural rubber-based doughs are prepared which are different than the specimens used for verification tests. FEF 550 carbon black ratio is increased between NR 50 and NR 60 recipes. For NR-MT 50 and NR-MT 60 recipes, the ratio of FEF 550 is same with NR 50 and NR 60 recipes, respectively and same amount of MT 990 is added. The rebound resilience values of the prepared specimens are measured using the instrument. The rebound resilience values for recipes NR 50, NR-MT 50, NR 60 and NR-MT 60 are found as 71%, 74%, 52% and 70%, respectively. Addition of MT 990 to NR, which has 50 shore A stiffness, does not effect neither its stiffness nor rebound resilience. It is observed that addition MT 990 to NR recipe, which includes FEF 550 and HAF 330, increases the rebound resilience of the material from 53% to 70%. It is concluded that the rebound resilience varies according to the type of carbon black used for the recipe of the specimen and stiffness of the elastomer, however, different ratio of carbon black and stiffness values are necessary in order to find a relationship between the variables.