Dinamik uygulamalarda EPDM'in NR yerine kullanılabilirliğinin araştırılması
Evaluating EPDM for dynamic applications instead of NR
Yazar: AYŞE TUĞBA BAYRAM
Danışman: DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Elastomerler, iyi dinamik özellikler gerektiren birçok farklı uygulamada kullanılırlar.
Bu uygulamalarda genel olarak tercih edilen polimerik matris doğal kauçuktur (NR).
Doğal kauçuğun dinamik uygulamalarda tercih edilmesinin nedenleri; yüksek
sıçrama ve titreşim sönümleme kabiliyeti ve yüksek yorulma dayanımıdır. Ancak bu
özelliklerin yanında doğal kauçuğun sınırlı servis sıcaklığı (yaklaşık 90 santigrat) ve düşük
yaşlanma dayanımı, söz konusu uygulamalarda yaşanan en önemli problemdir. Bu
probleme getirilebilecek çözümler uzun yıllardır, hem endüstri hem de akademinin
ilgisini çekmektedir. Güncel emisyon düzenlemeleri ve çevre kaynaklı diğer
kısıtlamalar sebebi ile geliştirilen yeni nesil motorlarda (özellikle otomotiv
sektöründe) kullanılan kauçuk esaslı dinamik parçaların yüksek sıcaklığa
dayanabilmesi talebi artarak devam etmektedir. Doğal kauçuğun servis sıcaklıklarını
geliştirmek için birçok çalışma yapılsa da, geliştirilebilen doğal kauçuk çözümleri
halen Etilen-Propilen-Dien Kauçuğu (EPDM) gibi düşük düzeyde doymamışlık
içeren ve doymamış bölgeleri ana zincirinde taşımayan kauçuklar ile
kıyaslanamayacak düzeylerdedir.
Bu çalışmada, dar molekül ağırlıklı yeni bir EPDM türü ile dinamik uygulamalarda
kullanımı hedefleyen formülasyonlar hazırlanmış ve bunların reolojik, mekanik ve
dinamik mekanik özellikleri incelenmiştir. Yaşlanma dayanımları ve kullanım
ömürleri incelenerek, aynı amaçla kullanılabilen doğal kauçuk esaslı alternatifleriyle
kıyaslanmıştır. İncelenen ultra yüksek molekül ağırlıklı EPDM'in mükemmel ozon
dayanımı, yüksek sıcaklıklarda bile düşük kalıcı deformasyon, düşük ısı oluşumu,
düşük histerisis kaybı gibi özellikleri sebebi ile dinamik uygulamalarda doğal
kauçuğa çok iyi bir alternatif olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Natural Rubber (NR) has been used in dynamic applications for many years. NR has
satisfactory resilience, vibration, and fatigue properties. Besides these good
properties, NR has quite poor aging resistance, and also its service temperature is
limited to about 90 celsius. Improving aging characteristics of NR is a common problem
for both rubber industry and academy. Nowadays, especially automotive industry has
been focused on thermally resistant static and dynamic rubber based materials in new
generation automobiles because of current hard emission regulations. There are a lot
of attempts to improve service conditions of NR; however they are not comparable
yet with alternative saturated rubbers such as Ethylene propylene diene rubber
(EPDM) .
In this study, a new grade EPDM, which has relatively narrow molecular weight
distribution, has been studied in terms of rheological, mechanical, dynamic
mechanical properties for target dynamic applications, in detail. Aging resistance and
service life were examined and have been compared with their NR based alternatives
that can be used for the same purposes. Consequently; because of excellent ozone
resistance, low compression set values even high temperatures, low heat build up and
low hysteresis, ultra high molecular weight EPDM has been found as a good
alternative to NR for dynamic applications.