Epiklorohidrin kauçuk reçetesinde katlar arası yapışma kuvvetini arttırmaya yönelik karışım tasarımı çalışması
Mixture experimental design study for increasing adhesion strength between layers in epichlorohydrin rubber recipe
Yazar: ESRA ZADIKAN
Danışman: DOÇ. DR. AYSUN KAPUÇUGİL İKİZ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Toplam Kalite Yönetimi Ana Bilim Dalı / Kalite Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İstatistik = Statistics
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Karışımlar = Mixtures ; Kauçuk = Rubber ; Yapışma = Adhesion ; Yapışma performansı = Adhesion performance

Özet:
Deney tasarımı, istatistiksel teknikler kullanarak süreçlerin girdileri ve
çıktıları arasında ilişki kurmamızı sağlayan sistematik bir yaklaşımdır. Bu
çalışmada, deney tasarım uygulamalarının özel bir türü olan karışım deney
tasarımı metodolojisi kullanılmıştır. Çalışmanın amacı, Epiklorohidrin (ECO)
kauçuk reçetesi üzerinde karışım deney tasarımı yöntemlerini kullanarak
denemeler planlamak ve deneme sonuçlarına göre kauçuk hortumlarda katlar
arası zayıf yapışma problemlerini çözebilecek en uygun reçete tasarımını
belirlemektir. Yüksek maliyetli ve yüksek teknolojiye sahip olan polar yapıdaki
ECO kauçuk tercih edilerek minimum deneme sayısı ile model oluşturulması
hedeflenmiştir. ECO kauçuk hortumların, teknik şartnamelerde talep edilen
farklı değerlerdeki katlar arası yapışma kuvvetlerini karşılamak için
geliştirilecek olan tahmin modeli kullanılabilecektir.
Karışım deney tasarımı çalışmaları, otomotiv sektöründe faaliyet
gösteren, bir kauçuk hortum üreticisinin ECO kauçuk hamur reçetesine
uygulanmıştır. ECO kauçuk hortumların, vulkanizasyon (pişim) sonrası tespit
edilen katlar arası yapışma kuvvetini arttırmaya yönelik reçete tasarımı üzerine
çalışmalar yapılmıştır. Reçete içerisinde yapışma için etkili olan bileşenler ve
bu bileşenlerin limit değerleri belirlenerek Design Expert 12 yazılımı ile deney
reçeteleri geliştirilmiştir. Karışım tasarımlarına ilişkin teorik bilgiler, karışım
tasarım tipleri ve özellikleri temel alınarak açıklanmaya çalışılmıştır. Optimal
tasarım ve özel kübik modeli tercih edilmesi sonucunda toplamda 17 adet
deneme reçetesi ortaya çıkmıştır. Deneme reçeteleri üretildikten sonra her bir
reçete adımına karşılık gelen cevap değişkenlerine (çıktılara) ait veriler analiz
edilmiştir. Karışım tasarımında kullanılan bileşenler ve yapışma kuvveti değeri
v
arasındaki ilişki için tahmin modelleri geliştirilmiştir. Araştırma sonucunda,
karışım deney tasarımı uygulaması ile ürün performans özelliği geliştirilmiş ve
tahmin modeli oluşturulmuştur. Geliştirilen deney tasarımı modelinin, ürün
performansını arttırmak için en ekonomik şekilde reçete oluşturulmasına katkı
sağlayacağı beklenmektedir.

Abstract:
Design of experiments (DOE) is a systematic approach to use statistical
methods for relationship between process inputs and outputs. In this study,
mixture experimental design methodology, which is a special type of
experimental design applications, was used. The aim of this study is to plan
trials on the Epichlorohydrin (ECO) rubber recipe by using the mixture design
methods and to find the most suitable recipe design that can solve the
problems of poor adhesion between the rubber hose layers. It is aimed to create
a model with a minimum number of trials by choosing ECO rubber in polar
structure, which has high cost and high technology. The estimation model can
be used to meet the interlayer adhesion forces of different values demanded in
the technical specifications of ECO rubber hoses.
Mixture experimental design was applied to the ECO rubber compound
recipe of a rubber hose manufacturer in the automotive industry. Mixture
experimental study is applied for improvement of adhesion strength between
layers in epichlorohydrin rubber recipe which is detected after vulcanization
process. Test recipes were developed with the Design Expert 12 software by
determining the components that are effective for adhesion in the recipe and
defining the tolerances of these components. Theoretical information on
mixture designs has been tried to be explained based on mixture design types
and properties. Optimal design and special cubic model were preferred and
totally, 17 experiments were appeared. After the trial recipes were produced,
the data of the response variables (outputs) corresponding to each recipe step
were analyzed. Estimated models have been developed for the relationship
between the components used in the mixture design and the adhesion strength
vii
value. As a result of the research, product characteristic of the hoses was
developed, and the estimated model was formed for the future. The developed
experimental design model will contribute to the creation of the recipe in the
most economical way to increase the product performance.