Termoplastik elastomerlerin farklı şişirici ajanlarla hafifletilmesi ve hafifletme işleminin mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi

Bu çalışma kapsamında başta ayakkabı ve otomotiv olmak üzere birçok alanda kullanılan SBS polimerinin fiziksel ve kimyasal şişirici ajanlarla şişirilerek hafifletilmesi ve bu süreçteki mekanik özelliklerdeki değişimleri incelenmiştir. Çalışmada SBS'in reolojik özelliklerinin optimizasyonu ve köpürtme işleminin gerçekleşebilmesi için farklı oranlarda (%15, %22.5, %30) wax, SBS yapıya katılmış ve optimum wax konsantrasyonu (%30) belirlenerek çalışmanın devamında sabit wax içeriğine sahip SBS polimeri polimer faz olarak kullanılmıştır. Şişirici ajan olarak ise bir adet fiziksel, 2 adet kimyasal olmak üzere 3 farklı şişirici ajan ile denemeler gerçekleştirilmiştir. Fiziksel şişirici olarak hidrokarbonların kapsüle edilmesiyle geliştirilmiş ve endüstride yaygın olarak Expancell adıyla bilinen genişleyen küreler kullanılırken, kimyasal şişirici olarak ise Azodikarbonamid (AZDC) ve sodyum bikarbonat kullanılmıştır. Kimyasal şişiricilerin kullanılmasında ayrıca katalizör olarak sırasıyla aktif çinko ve sitrik asit kullanımı da optimize edilmiştir. Örneklerin hazırlanmasında farklı oranlarda şişirici ajanlar ve kimyasal şişirici ajanlar için kullanılan katalizörler şişirici ajanların aktifleşme sıcaklığının altında tek vidalı ekstrüderde polimer yapıya katılarak öncelikle patlatılmaya hazır granüller elde edilmiştir. Daha sonra ise patlatma sıcaklığının üzerinde baskı kalıplama yapılarak levha formunda ürünler elde edilmiştir. Preste kullanılan kalıp boşlukları için gerekli ham madde miktarları hesaplanarak çalışma kapsamında 0.6 g/cm3 yoğunluk değeri sağlanmaya çalışılmıştır. Elde edilen levhalardan uygun standartlara göre test numuneleri kesilerek çekme testleri ve aşınma testleri gerçekleştirilmiş ayrıca hücre yapıları optik mikroskopla incelenmiştir. Ayrıca örneklerin kapiler reometrede patlatma öncesi ekstrüder koşullarındaki viskozitesi belirlenirken kimyasal şişiriciler için kullanılan katalizörlerin patlatma sıcaklığı üzerine olan etkisi de rotasyonel reometre cihazı ile belirlenmiştir. Sonuçlar doğrultusunda, fiziksel şişirici olarak kullanılan 3 phr Expancell içeren numunelerin elastik modül değerinin 6.95 MPa olduğu belirlenmiştir. %30 wax içeren SBS numunelerinde elastik modül 4 MPa olarak ölçülmüş, ancak her iki numunede de %500'ün üzerinde uzama yeteneği korunmuştur. Aşınma testlerinde, 3 phr Expancell ve %30 wax içeren numunelerin, 536.12 aşınma katsayısı ve 54 Shore A sertlik değeri ile en iyi performansı sergilediği tespit edilmiştir.