Kauçuk karışımlarında yeni takviye malzemelerinin özelliklere etkilerinin araştırılması
Investigation of the effect of new reinforcing materials on the properties of rubber compounds
Yazar: ATTİLA ALKAN
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Havalı lastikler = Pneumatic tires ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Lif takviyeli polimerler = Fiber reinforced polymers ; Poliamid malzemeler = Polyamide materials ; Polimer malzemeler = Polymer materials ; Vulkanize kauçuk = Vulcanized rubber

Özet:
Son yıllarda araç lastiklerinde otomotiv endüstrisinden gelen taleplerin karşılanabilmesi için, yeni takviye malzemelerinin denenmesi ve kullanımı gündeme gelmiştir. Bu çalışmada, kırpılmış karbon elyaf ile aramid bazlı Sulfron 3001 ve  Kevlar® EE gibi takviye malzemeleri lastik karışımlarına katılarak, özelliklere olan etkileri incelenmiştir.

Ticari olmayan karışım reçetelerine belli oranlarda takviye malzemeleri katılarak deneme karışımları ve  takviye içermeyen kontrol karışımları laboratuvar ortamında hazırlanmıştır. Ham karışımların pişme özellikleri, Mooney Viskozimetre, Reometre ve Lastik Proses Analizörü gibi cihazlar kullanılarak test edilmiştir. Çekme, yaşlandırma, sertlik ölçümü, sekme esnekliği, özgül ağırlık, yorulma, fleksometre ve aşınma testleri için de ham karışımlardan alınan örnekler, uygun kalıplarda pişirilerek ilgili cihazlarda test edilmiştir. Deneme karışımlarının fiziksel ve mekanik özellikleri kontrol karışımları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.
  
Yapılan çalışmalar, aramid bazlı takviye malzemelerinin ve yüzeyi farklı kaplamalar içeren kırpılmış karbon elyafın, karışımların mukavemetini arttırdığını ve ısıl yaşlanma özelliklerini iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Mukavemet artışı özellikle düşük uzamalarda kendini büyük ölçüde göstermiştir. Katkı miktarının, karışım reçetesinin ve takviye malzemesinin yüzey özelliklerinin uygun olması halinde, Sulfron 3001, Kevlar® EE ve karbon elyaf araç lastiklerinde kullanım için büyük potansiyel taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler: Aramid, Karbon Elyaf, Kevlar® EE, Lastik Karışımı, Sulfron.

Abstract:
In recent years, the testing and use of new reinforcing materials in vehicle tires has come into the agenda in order to meet the high demands of the automotive industry. In this study, chopped carbon fiber and aramid based reinforcing materials like Sulfron 3001and Kevlar® EE were added to the rubber compounds and their effects on the properties were investigated.

Trial compounds having varying amounts of reinforcing materials and control compounds having no reinforcement were prepared in the laboratory using non-commercial compound recepies. Green compounds were tested using Mooney Viscometer, Rheometer and Rubber Process Analyzer in order to determine their curing properties. Test samples were prepared by curing the green compounds in proper molds and tensile, thermal aging, hardness, resilience, specific gravity, fatigue, flexometer and wear tests were carried out. The physical and mechanical properties of the trial compounds were evaluated by comparing them with the control ones. 
  
Studies showed that aramid-based reinforcing materials and chopped carbon fibers with different surface coatings increased the strength of the compounds and improved thermal aging properties. The increase in the strength was more prominent at low elongations. It can be concluded that Sulfron 3001, Kevlar® EE and carbon fiber have great potential to be used in vehicle tires depending on their surface properties and loading amount as well as proper selection of the compound recepie.
Keywords: Aramid, Carbon Fiber, Kevlar® EE, Rubber Compound, Sulfron.