Karbon siyahının kloropren/bütadien kauçuk karışımlarının özelliklerine etkisinin incelenmesi

Kauçuk endüstrisinde özellikle lastik üretimi alanında, dolgu olarak genellikle karbon siyahı ve silika kullanılmaktadır. Dolgular karışımlara hem güçlendirici etki hem de ucuzlatma amacıyla katılmaktadır. Bu nedenle dolgular hem vulkanize hem de hamur halinde fiziksel özellikleri iyileştirmektedir. Dolgular söz konusu olduğunda, takviyenin etkinliğinin, dolguyla ilgili birkaç parametrenin karmaşık etkileşimine bağlı olduğu bilinmektedir. Bunlar parçacık boyutunu, parçacık şeklini, parçacık dağılımını, yüzey alanını, yüzey reaktivitesini, dolgu maddesinin yapısını ve dolgu maddesi ile kauçuk matris arasındaki bağlanma kalitesini içerir. Bu çalışmada, kloropren ve bütadien kauçuk karışımları hazırlanarak CR/BR hamurunda karbon siyahı konsantrasyonunun reolojik, fiziksel ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Bu karışımlar hazırlanırken optimum seviyede işlem kolaylaştırıcılar, ozon koruyucuları, antioksidanlar, hızlandırıcılar, aktivatörler ve pişiriciler ile birlikte karbon siyahı farklı oranlarda (25-75 phr) ve tanecik boyutlarında (~ 28-350 nm) ilave edilmiştir. Farklı kompozisyonlara sahip kauçuk karışımları laboratuvar tipi kapalı karıştırıcı ve açık milde karıştırılmıştır. Malzemelerin reolojik özellikleri reometre cihazında tespit edilip, optimum pişme sürelerine göre test plakaları basılmıştır. Malzemelerin çekme mukavemeti ve yüzde uzamaları ASTM D 412-87 standardına göre belirlenmiştir. Farklı oranda karbon siyahı içeren malzemeler kendi içinde değerlendirildiğinde, dolgu maddesinin oranının arttırılmasıyla minumum ve maksimum tork değerlerindeki artış, matris-dolgu maddesi etkileşiminin güçlendiğini göstermiştir. Karbon siyahı içermeyen kompozitin yoğunluğu 1,35 g/cm3 ve sertlik değeri 46 Shore A'dır. Karbon siyahı ilavesi ile yoğunluk değerleri (1,37-1,46 g/cm3) artmıştır. Karbon siyahı cinsinden bağımsız olarak karbon siyahı miktarı arttıkça sertliğin arttığı (49-87 Shore A) belirlenmiştir. Karbon siyahı miktarı arttıkça yüzde uzama değerleri azalırken, çekme mukavemetleri yükleme oranına göre değişkenlik göstermiştir. Kalıcı deformasyon özelliklerine bakıldığında karbon siyahı tanecik boyutu küçüldükçe kalıcı deformasyonun nispeten iyileştiği gözlenmiştir. Bu araştırmadan çıkan sonuçlar karbon siyahı katkılı CR/BR karışımlarının mekanik özellikleri hakkında önemli veriler elde edilmesini sağlamıştır. Sonuç olarak, raylı sistemlerde titreşim sönümleyici olarak kullanılacak kompozit malzeme için 50 phr HAF N330 karbon siyahı içeren kauçuk kompozisyonunun uygun olacağı düşünülmektedir.