Tarımsal atıklardan elde edilen karbon siyahının (CB) bisiklet lastiği imalatında kullanımı ve imal edilen malzemenin fiziko-mekaniksel özelliklerinin incelenmesi

Dünya nüfusundaki hızlı artış ve buna bağlı olarak tüketim oranlarının yükselmesi, lastik endüstrisini sürdürülebilir ve çevre dostu çözümler aramaya yönlendirmiştir. Atık ürünlerin çevreye verdiği zararların artan farkındalığıyla lastik üreticileri ve araştırmacılar doğal atık malzemelerin kauçuk karışımlarında kullanımını incelemeye başlamıştır. Karbon siyahının alternatif doğal malzemelerle ikamesi, atık malzemelerin geri dönüşümünü teşvik ederek karbon ayak izini azaltmak için umut verici bir çözüm sunmaktadır. Bu doğrultuda, tarımsal atıklar, gıda kabukları ve selüloz gibi yenilenemeyen biyolojik atıklarla ilgili geri dönüşüm çalışmaları önemli ölçüde artmıştır. Tarımsal bir atık ürün olan fındık kabukları, düşük maliyetleri, yüksek karbon içerikleri ve çeşitli endüstriyel uygulamalardaki çok yönlülükleri nedeniyle geri dönüşüm çalışmalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bisiklet lastiği üretiminde bir katkı maddesi olarak fındık kabuğundan elde edilen karbonun (FK) kullanımı potansiyeli araştırılmıştır. FK'nin lastik karışımlarında kullanılabilirliği, bisiklet lastiği formülasyonlarında yaygın olarak kullanılan karbon siyahı (CB) ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bisiklet lastiği formülasyonları, toplam karbon dolgu içeriği sabit tutularak 28 phr seviyesinde hazırlanmıştır. Başlangıçta, 28 phr ticari karbon siyahı ve 0 phr FK kullanılmıştır. Daha sonraki formülasyonlarda, karbon siyahı içeriği sırasıyla 21, 14, 7 ve son olarak 0 phr'ye düşürülmüş; buna karşılık FK içeriği sırasıyla 7, 14, 21 ve 28 phr'ye çıkarılarak azalan ticari karbon siyahının yerini almıştır. Hazırlanan beş farklı formülasyon, Mooney Viscosity (MV), Mooney Scorch (MS), reolojik testler, fizikomekanik testler, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscopy), TGA (Thermogravimetric Analysis), payne etkisi, plunger testi ve yol mukavemet testi gibi çeşitli analitik teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Tüm formülasyonlarla lastikler başarılı bir şekilde üretilmiştir. 7 phr FK-21 phr CB içeren formülasyon hem fiziksel hem de dinamik özellikler bakımından tatmin edici sonuçlar sunmuştur. Bisiklet lastiklerinin kompozisyonlarında FK miktarının artmasının mekanik performansı azalttığını, ancak yine de bisiklet lastiği uygulamaları için gereken performans gerekliliklerini karşıladığını göstermektedir. Bu çalışmanın bulguları, FK'nin CB yerine kullanılmasının sürdürülebilir bir alternatif olduğunu ortaya koymuştur.