Tabii kauçuk (NR)
stiren bütadien kauçuk (SBR) esaslı burçların üretimi ve test yöntemleri / Production and test methods of natural rubber (NR) / styrene butadiene rubber (SBR) based bushings
Yazar: SEHER AKYÜZ
Danışman: DOÇ. DR. MAHMUT ALİ ERMEYDAN
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Kauçuk malzemeler günümüzde otomotiv sektörü ağırlıklı olmak üzere geniş bir kullanım alanına sahiptir. Otomotiv sektöründe özellikle titreşim, gürültü ve şok engelleyici olarak anti vibrasyon burçlarında, motor takozlarında, amortisörlerde, bağlantı noktalarında kauçuk kullanılmaktadır. Kauçuk malzeme reçeteleri kullanılacağı komponentin gerektirdiği özellikler ışığında tasarlanmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı tabii kauçuk (NR) / stiren bütadien kauçuk (SBR) esaslı anti vibrasyon burçlarının üretilmesi ve NR/SBR oranının anti vibrasyon burçlarının performansına etkisinin incelenmesidir. Çalışma kapsamında ilk etapta farklı oranlarda belirlenen NR/SBR karışımı 4 referans reçete ile hazırlanmıştır. Bu çalışmada hazırlanan kauçuk karışımlarının üretilmesi, hamurlara uygulanan testler, kullanılan cihazlar, metal malzemelerin yüzey işlemleri, vulkanizasyon işleminin gerçekleştirilmesi, mamüllere uygulanan testler gibi hammaddeden ürün eldesine kadar olan prosesler hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Hazırlanan reçeteler üretildikten sonra hamurlara reolojik testler ve fiziko-mekaniksel testler uygulanmıştır. Bu testler dışında kauçuk hamurların dolgu dağılımını görmek için dispersiyon testi uygulanmıştır. Hazırlanan hamurlar reolojik özellikler ve fiziko-mekaniksel özellikler sonucunda belirlenen farklı proses parametreleri (farklı sıcaklık, farklı sürelerde) ile vulkanize edilmiştir. Vulkanizasyon sonrası anti vibrasyon burçlarına statik ve dinamik testler uygulanarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Tüm bu analizlerin sonucunda elastomer oranlarının titreşim sönümleyici burçlarda ömür performansı üzerindeki etkileri incelenerek optimum reçete karışımı ve üretim koşullarına en uygun proses parametreleri belirlenmiştir. Bu çalışmadaki tüm karışımların reometrik verileri incelendiğinde artan NR oranı ile birlikte sertlik değerlerinde de artış görülmüştür. NR/SBR karışımlarında fiziko-mekaniksel test sonuçları incelendiğinde formülasyondaki NR oranı artıp SBR oranı azaldığında çekme dayanımının arttığı, kopma uzama değerlerinde de azalma olduğu görülmüştür. Dispersiyon test sonuçlarına göre NR kauçuğunun artmasıyla dispersiyonda da artış görülmektedir. Çalışmalar neticesinde NR kauçuğunun mekaniksel özelliklerinin SBR kauçuğa oranla daha iyi olduğu görülmüştür. Bu etkiyi aynı zamanda vulkanizasyon parametrelerine baktığımızda SBR oranı fazla olan formülasyonun diğerlerine göre daha yüksek derecede vulkanizasyonun gerçekleştiği görülmüştür. Artan NR oranıyla birlikte yay sabitleri de artmış, buna bağlı olarak ürün ömür performansı için önemli bir gösterge olan histeresis kayıpları da artmıştır. NR/SBR karışımlı formülasyonlarda bütün veriler birlikte değerlendirildiğinde ürün ömür performansı için en iyi sonuçlar NRSBR30 ve NRSBR10 no'lu formülasyonlar ile elde edilmiş aynı zamanda vulkanizasyon süreleri açısından da en uygun sonuçlar alınmıştır.

Abstract:
Rubber materials nowadays have a very wide usage area, especially in automotive industry. Most of the rubber are used to make antivibration bushes, engine mounts, shock absorbers and connection points in the automotive industry. Especially, vibration, noise and shock inhibitors are designed with trial and error methods because the material structure is not well known. The main purpose of this study is to produce the natural rubber (NR) / styrene butadiene rubber (SBR) based antivibration bushes and to investigate the effect of NR/SBR ratio on the performance of antivibration bushes. Within the scope of the study, NR/SBR mixture, which was determined at different rates in the first stage, was prepared with 4 reference prescriptions. In this study, detailed information was given about all processes from raw material to production, such as, the production of rubber mixes, applied tests, used devices, surface treatment of metal materials, vulcanization parameters, and tests applied to the products. All rubber recipes were characterized by the rheologic and physico-mechanical tests. Apart from these tests, a dispersion test was carried out to see the filling distribution of rubber recipes. The prepared recipes are vulcanized on different process parameters (different temperature and time), which are determined by the rheological and the physico-mechanical properties. The results obtained by performing static and dynamic tests on anti-vibration bushings after vulcanization have been compared. All of these analyses were revealed the effects of elastomer ratios on durability performance of vibration-absorbing bushings and setting optimal recipe and process parameters. When the rheometric data of all the mixtures in this study were examined, an increase in the hardness values was observed with the increasing NR ratio. When the physico-mechanical test results were examined in NR/SBR mixtures, it was observed that when the NR ratio in the formulation increased and the SBR ratio decreased, the tensile strength increased and the breaking elongation values decreased. According to the dispersion test results, there is an increase in dispersion with the increase of NR rubber. As a result of the studies, it was observed that the mechanical properties of NR rubber are better than SBR rubber. When the vulcanization parameters was considered, it was observed that the formulation with high SBR ratio has a higher degree of vulcanization than the others. With the increasing NR ratio, the spring constants also increased, so hysteresis losses, which is an important indicator for product life performance, also increased. When all the data are evaluated together in formulations with NR/SBR mixture, the best results for product life performance were obtained with formulations NRSBR30 and NRSBR10, and also the most appropriate results were obtained in terms of vulcanization times.