Mikron boyutlu dolgu maddelerinin poliüretan ayakkabı tabanlarının mekanik özelliklerine etkisi
The effect of micron fillers on the mechanical properties of polyurethane shoe soles
Yazar: ÖMER UÇTU
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İPEKOĞLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Ayakkabı tabanı = Sole

Özet:
Bu çalışmada, poliüretan ayakkabı tabanı üretiminde polyol/izosiyanat oranının, kalıp sıcaklığının, polyol dolgu maddesi boyut ve oranının mekanik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. İzosiyanatın yoğunluğuna yakın olması dolayısıyla, dolgu maddesi olarak ponza tercih edilmiş olup; 2 farklı boyutta ponza taşı tozu 4 farklı oranda eklenmiştir. Ayakkabı iç kalıbı oluşturmak için, PVC iç kalıp imalat firmasından tedarik edilen spor kalıp doktora çalışması kapsamında bilgisayar ortamına aktarılıp taban tasarımı yapılmış ve yapılan taban tasarımına uygun metal kalıp tasarımı yapılarak imalatı gerçekleştirilmiştir. 3 farklı polyol/izosiyanat oranı, 3 farklı kalıp sıcaklığı, 2 farklı boyutta dolgu malzeme ve 4 farklı oranda dolgu malzemesi kullanılarak elde edilen numunelerin FTIR ve EDX analizleri yapılmış; yoğunlukları hesaplanmış; çekme testi, sıkıştırma enerjisi testi, aşınma testi, esneme direnci testi yapılmış; su emme oranı belirlenmiş ve SEM incelemesi yapılmıştır. Yapılan test ve analizler sonucunda, çalışılan değerler içinde 50/50 polyol/izosiyanat oranının ve 50 ℃ kalıp sıcaklığının avantaj sağladığı belirlenmiştir. Farklı oranlarda ve boyutlarda dolgu maddesi kullanımıyla elde edilen numunelerde, kullanılan oran ve boyuta göre numunelerin çekme dayanımında, sünekliğinde, sıkıştırma enerjisinde, esneme direncinde, aşınma direncinde, su emme oranında önemli değişimler gözlemlenmiştir. Poliüretan ayakkabı tabanında istenilen özelliklerin elde edilmesinde, dolgu oranı ve boyutunun önemli bir etkisi olduğu belirlenmiş olup; bu etkiler tez kapsamında sunulmuştur.

Abstract:
In this study, the effects of the polyol/isocyanate ratio, mold temperature, and the size and content of polyol filler material on the mechanical properties in the production of polyurethane shoe outsoles were investigated. Pumice was preferred as the filler material due to its proximity to the density of isocyanate, and 2 different sizes of pumice stone powder were added in four different proportions. To create the inner mold for the shoes, a sports mold was obtained from a PVC inner mold manufacturing company, digitized in the context of this doctoral study, and a sole design was created. A metal mold design was then created to match the sole design and manufacturing was carried out. Samples were obtained using 3 different polyol/isocyanate ratios, 3 different mold temperatures, 2 different sizes of filler material, and 4 different contents of filler material. These samples were subjected to FTIR and EDX analyses, and their densities were calculated. Tensile tests, compression energy tests, wear tests, flexural resistance tests, and water absorption rates were determined, and SEM examination was conducted. As a result of the conducted tests and analyses, it was determined that a 50/50 polyol/isocyanate ratio and a mold temperature of 50 ℃ provided advantages among the studied values. Different contents and sizes of the filler material led to significant variations in the tensile strength, ductility, compression energy, flexural resistance, wear resistance, and water absorption rate of the obtained samples. It was concluded that the filler content and its size have a significant impact on achieving the desired properties in polyurethane shoe outsoles, and these effects have been presented within the scope of this thesis.