Karbon siyahı/yağ ve karbon siyahı/dolgu maddesi oranının farklı vulkanizasyon sistemlerinde epdm, nbr ve sbr elastomerlerinin fiziko-mekaniksel özellikleri üzerine etkisi
The effect of carbon black/oil and carbon black/filler ratio on the physico-mechanical properties of epdm, nbr ansd sbr elastomers at different vulcanization systems
Yazar: SEHER ERKEK
Danışman: PROF. DR. OKTAY ERBATUR
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada C-siyahı/dolgu maddesi ve C-siyahı/yağ oranının farklı vulkanizasyon sistemlerinde, başta etilen-propilen-dien monomer(EPDM) olmak üzere akrilonitril-butadien kauçuğu(NBR) ve stiren-butadien kauçuğu(SBR)'nun fiziko-mekaniksel özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Kükürt ve peroksit vulkanizasyon sistemlerindeki denemelerde diğer tüm bileşenler sabit tutulurken, C- siyahı miktarı 10 phr arttırılarak isteğe uygun ürün elde etmede C-siyahı/yağ ve C-siyahı/dolgu maddesi oranlarının belirlenmesi için çalışmalar yapılmıştır. Farklı her bileşim için yarı mamül aşamasında mooney scorch, mooney viskozite ve rheometre testleri; mamül aşamasında ise yoğunluk, kalıcı deformasyon, sertlik, kopma mukavemeti, kopma uzaması ve çapraz bağ yoğunluğu testleri yapılmıştır. Mamül aşamasında yapılan testler, yaşlandırma ile hazırlanan örnekler için tekrarlanmıştır. C-siyahı miktarının yeni bağ oluşumuna etkisi, vulkanizatların FT-IR'ın ATR modundaki ölçümleri ile incelenmiştir. Yine C-siyahı miktarının vulkanizatların termal özellikleri üzerine etkisini araştırmak için termal gravimetrik analiz(TGA) ölçümleri yapılmıştır.Sonuçlardan; C-siyahının, güçlendirici dolgu maddesi olarak tüm kauçuklar için fiziko-mekaniksel özellikleri geliştirdiği belirlenmiştir. C-siyahının en olumlu etkisi ise EPDM'in kükürtlü vulkanizatlarında görülmüştür. Bununla birlikte C-siyahı miktarı artışının yeni bağ oluşumuna katkı sağlamadığı ancak çapraz bağ yoğunluğunda artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Yine C-siyahı miktarının artmasıyla her üç kauçukta da polimer zinciri stabilitelerinin artarak, ısıyla kütle kaybının azaldığı görülüştür. Diğer taraftan C-siyahı miktarının artması tüm elastomerler için bozunmaya başlama sıcaklığını düşürmüştür.

Abstract:
In this study, the effect of C-black/oil and C-black/filler ratio on the physico-mechanical properties of ethylene-propylene-dien-monomer(EPDM), acrilonitrile-butadiene rubber(NBR) and styrene-butadiene rubber(SBR) were investigated in different vulcanization systems. In order to determine the optimum C-black/oil and C-black/filler ratios that suitable to different request in both sulfur and peroxide curing systems, the amount of C-black has been increased 10 phr for each trail while all the other parameters were kept constant .While mooney viscosity, mooney scorch and rheometer tests were done in semi pruduct step, density, comprassion set, hardness, tensile strenght, elongation at break and crosslinking density tests were done to the final product for each formulation. The tests which has been done to final product , were repeated after aging. Effect of C-black ratio on new bound formation were investigated by FT-IR measurements in ATR mode. Thermal gravimetric analysis were also done to determine the effect of C-black ratio on the thermal properties of vulcanizates. The results have shown that C-black has reinforced effect on physico-mechanical properties of all rubbers. The best improvement effect of C-black was observed for EPDM vulcanizates. Increasing of C-black ratio didn?t have a positive effect on new bond formation but crosslinking densities were increased. Thermal analysis results have shown that breakdown products were decreased at second step. This means that stability of polimer chains were improved due to the increase of C-black ratio.On the other hand degradation began at lower temperatures with increasing C-black ratio for all rubber.