Sıvı kauçukların nitril kauçuğun işlenme karakteristikleri ve ısıl performansı üzerindeki etkileri
Effects of liquid rubber on nitrile rubber processing characteristics and thermal performance
Yazar: KAMRAN FARZULLAZADE
Danışman: DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Nitril kauçuk (NBR), yağlara, hidrokarbon esaslı yakıtlara ve organik sıvılara karşı yüksek dayanımı sayesinde, hortum ve sızdırmazlık elemanları üretimi başta olmak üzere birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Polar yapısından gelen bu üstünlüklerinin yanısıra işlenebilirliği zayıftır ve işleme kolaylaştırıcı katkıların çoğu ile zayıf uyum sergiler. İşlenebilirliğini kolaylaştırmak ve kauçuksu özelliklerini geliştirmek üzere NBR hamur bileşimi tasarımı, hem akademik hem de endüstriyel boyutta ilgi çeken bir konudur. Bu çalışmada, NBR esaslı kauçuk hamurlarında geleneksel proses yağları ve plastikleştiricilere alternatif olarak sıvı kauçukların plastikleştirici etkinliği değerlendirilmiş, farklı moleküler yapıda sıvı kauçukların bu hamurlardan elde edilecek malzeme özelliklerindeki etkileri çok yönlü olarak incelenmiştir. Homopolimer izopren kauçuk (LIR-50), kısmen hidrojenlenmiş izopren kauçuk (LIR-290), bütadien kauçuk (LBR-305) ve stiren-bütadien kauçuk (LSBR-820) olmak üzere dört farklı sıvı kauçuk kullanılmıştır. Tüm sıvı kauçuk tipleri hem referans reçetedeki aromatik yağ ile birebir oranda yer değiştirilerek, hem de reçetedeki toplam proses kolaylaştırıcı miktarı sabit kalmak üzere aromatik yağ ile birlikte ve eşit oranda kullanılmıştır. Bu yolla, aromatik yağa alternatif olarak sıvı kauçuk etkinliği ve iki türün sinerjik etkileşimi aynı anda değerlendirilmeye çalışılmıştır. Hamurların reolojik, fiziksel, mekanik, dinamik, sıcaklık taramalı gerilim-gevşeme ve yaşlanma özellikleri araştırılmıştır. Sıvı kauçuk içeren hamurların yağ dayanımının geliştiği ve NBR esaslı malzemelerde soğukta esneme dayanımının arttırılmasında etkili olabilecek düşük kristallenme eğilimini sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Nitrile Rubber (NBR) is widely used raw material for manufacturing various industrial rubber goods, such as hoses and sealings, thanks to its excellent oil resistance. Polar streucture of NBR restricts compatibility with most of the process aids even it provides opportunity to be best choice for many industrial applications. 
NBR compound design to improve processability and elastic properties is one of the most important issues for both rubber industry and academy. In this study, liquid rubbers having different molecular structures have been evaluated as alternative plasticizer in NBR based rubber compounds. Material properties have been studied, extensively. Four types of liquid rubbers as homopolymer isoprene rubber (LIR-50), partially hidrogenated isoprene rubber (LIR-290), butadiene rubber (LIR-50), and styrene-butadiene rubber (LSBR-820) were used in compounding step. Aromatic process oil was both completely and partially replaced by liquid rubbers in the reference formulation. In this manner, efficiency of liquid rubbers has been evaluated regarding rheological, physical, mechanical, dynamic, aging and temperature-scanning stress-relaxation properties. Besides, all the properties were measured for evaluating synergistic effect of liquid rubbers with aromatic process oil. Liquid rubber incorporated compounds were found to have improved oil resistance and lower crystallization tendency, which is a positive behavior for cold flex properties of NBR vulcanizates.