İndirgenmiş grafen oksit ilavesi ile kloropren kauçuğun mekanik ve yaşlanma özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Son yıllarda, nano malzemelerin kullanımı, malzeme bilimi ve mühendislik alanlarında önemli gelişmelere neden olmuştur. Özellikle grafen gibi yüksek mekanik özelliklere sahip olan nano malzemeler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda büyük alternatifler sunmaktadır. Bu bağlamda, grafen takviyeli kauçuk malzemeler, gelişmiş mekanik özelliklerin elde edilmesi açısından önemli bir araştırma alanı olmuştur. Bu tez çalışması, indirgenmiş grafen takviyeli kloropren kauçuk malzemelerin üretimi ve mekanik analizini amaçlamaktadır. İndirgenmiş grafen oksit, grafen oksidin kimyasal indirgenmesiyle elde edilen ve tek atom kalınlığına sahip olan grafen türevidir. Kloropren kauçuk, yüksek esneklik ve mekanik dayanıklılık özelliklerine sahip bir elastomerdir. Çalışmada ilk olarak, farklı grafen takviye oranlarına sahip numuneler üretilmiştir. Daha sonra, bu numunelerin mekanik özellikleri ve indirgenmiş grafen dağılımı değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile indirgenmiş grafen takviyesinin kloropren kauçuğun mekanik özelliklerini iyileştirebileceğini fakat bunun indirgenmiş grafen takviyesi oranına göre değişiklik göstereceğine ulaşılmıştır. Çalışmada ayrıca, indirgenmiş grafen takviyeli kloropren kauçuk malzemelerin sıcak yaşlandırma koşullarındaki mekanik özellikleri incelenmiştir. Sıcak yaşlandırma , malzemenin uzun süreli yüksek sıcaklık ortamına maruz bırakılarak, yaşlandırma sürecindeki değişimleri incelemek için kullanılan bir tekniktir. Yaşlandırma işleminin, yaşlandırma olmadan önceki durumuyla çekme ve sertlik deneyleri açısından karşılaştırılması yapılarak, mekanik özelliklerin ne kadar azaldığı tespit edilmiştir.

In recent years, the use of nanomaterials has led to significant developments in materials science and engineering. Nanomaterials with high mechanical properties, especially graphene, offer great alternatives in various industrial applications. In this context, graphene reinforced rubber materials have been an important research area in terms of obtaining improved mechanical properties. This thesis study aims the production and mechanical analysis of reduced graphene reinforced chloroprene rubber materials. Reduced graphene oxide is a single-atom-thick graphene derivative obtained by chemical reduction of graphene oxide. Chloroprene rubber is an elastomer with high flexibility and mechanical durability. In the study, firstly, samples with different graphene reinforcement ratios were produced. Then, the mechanical properties and reduced graphene distribution of these samples were evaluated. With the results obtained, it was concluded that reduced graphene reinforcement can improve the mechanical properties of chloroprene rubber, but this will vary according to the reduced graphene reinforcement ratio. In the study, the mechanical properties of reduced graphene reinforced chloroprene rubber materials under hot aging conditions were also investigated. Hot aging is atechnique used to examine changes in the aging process by exposing the material to a prolonged high temperature environment. By comparing the aging process with the condition before aging in terms of tensile and hardness tests, it has been determined how much the mechanical properties have decreased.