Kısa elyaf takviyeli EPDM kompozitleri - reolojik ve dinamik özelliklerinin incelenmesi
Short fiber reinforced EPDM composites- investigation of the rheological and dynamic properties
Yazar: HAVVA ASLI AVCI
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:
Etilen propilen dien kauçuk (EPDM), çevresel koşullara karşı direnci oldukça yüksek olan fakat yetersiz mekanik ve dinamik özellikleri nedeniyle spesifik uygulamalarda kullanımı sınırlı olan bir kauçuk türüdür. Yüksek mekanik dayanımlı EPDM malzemeler üretebilmek için uygun çözümlerden biri, takviye edici kısa elyafların kullanımıdır. Elyaf takviyesinde, kauçuk matris ile elyaf arayüzeyinin yetersiz olması ve elyafların hamur içinde dağılımı kaynaklı problemler, malzemenin hedeflenen mekanik özelliklere ulaşmasında engel teşkil etmektedir. Bu çalışmada, EPDM matris içinde yüzey modifikasyonu sonrasında dağıtılmış selüloz ve aramid kısa elyaf esaslı ticari önkarışım takviye malzemelerinin iki farklı pişirme sistemi (peroksit ve kükürt) ile vulkanize edilen EPDM ana matris içinde kullanıldığı durumda elde edilen nihai malzeme özelliklerinin çok yönlü olarak ortaya konulması hedeflenmiştir.
Bu amaçla EPDM matrise sahip peroksit ve kükürt pişirme sistemi kullanılan ve artan yükleme oranlarında iki farklı tipte kısa elyaf (aramid ve selüloz(odun)), EPDM ile önkarıştırılmış halde kullanılarak yeni hamurlar hazırlanmıştır. Hamurların özelliklerini geniş bir kapsamda incelemek üzere reometre (MDR) testi, kauçuk proses analizörü (RPA) ile dinamik testler, çekme testi, dinamik mekanik analiz (DMA), termogravimetrik analiz (TGA) ve morfolojik analizler gerçekleştirilmiştir.
Her iki elyaf tipi için de, 10 phr'a kadar önkarıştırılmış elyaf takviyesi ile, EPDM esaslı malzemelerin, diğer mekanik özellikleri etkilenmeden gerilme modülünün neredeyse iki kat arttırılabileceği sonucuna varılmıştır. Kısa elyaf takviyesi ile EPDM'nin dinamik performansında kısmen kayıp yaşanırlken, yüksek sıcaklık dayanımının belirgin şekilde geliştiği görülmüştür.

Abstract:
Eyhylene-propylene diene rubber (EPDM) can not be used for specific applications because of its limited mechanical and dynamical properties, wheras it has excellent wheathering resistance. One of the best solutions to have high mechanical performance EPDM based materials is to use reinforcing short fibers. In this case, poor interfacial adhesion of fiber and rubber matrix and so insufficient dispersion characteristics is a major problem faced. In this study, short wood fiber and short aramid fiber masterbatches were incorporated to both peroxide and sulphur vulcanized EPDM based compounds to to improve their overall properties. Rheological, mechanical, termal, dynamic-mechanical and morpholgical chareacterization were performed comprehensively. 
It was concluded that, both wood and aramid fiber reinforcement could enhance tensile modulus of EPDM vulcanizates, up to twice, without a remarkable deterioration of other properties. Short fiber reinforcement caused poorer dynamic performance whereas significant high temperature resistance could be obtained.