Haloysit Nanotüplerinin Epdm Nanokompozitlerin Mekanik Ve Termal Özelliklerine Etkisi

Abstract

Sentetik terpolimer kauçuk etilen propilen dien monomer (EPDM), %40-%80 arası etilen ve %0-%10 arası etiliden norbornen (ENB) içermektedir. Etilen oranı arttıkça kristalinite; ENB oranı arttıkça kürleşme hızı artar. EPDM kauçukların elektrik yalıtımında iyi olmaları ve buna ilaveten ısı, UV, ozon ve oksidasyona karşı dirençlerinin de yüksek olması avantajlı bir durumdur. Nano boyutlu katkı maddeleri kauçuklar için takviye edici ajanlar olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada etilen ve dien oranları farklı olan iki çeşit EPDM (Keltan 778Z ve Keltan 6950) kullanılmıştır. Her bir EPDM çeşidi için 4 ayrı örnek hazırlanmış; HNT oranları 0-40 phr aralığında tutulmuştur. Alınan test sonuçları örneklerdeki etilen ve HNT içeriklerine göre değişkenlik göstermiştir. Peroksitle yapılan kürleştirme işleminde, kürleştirme ajanı olarak Perkadox 14-40B kullanılmıştır. Kürleşme özellikleri Moving Die Rheometer (MDR) kullanılarak incelenmiştir. HNT'lerin çukur tübüler yapısının genişlikleri her bir EPDM/HNT nanokompozit örneği için X-Ray kırınım cihazı kullanılarak tayin edilmiştir. Nanokompozitlerin termal özellikleri Termal Gravimetrik Analiz (TGA) yöntemiyle gözlemlenmiştir. EPDM/HNT nanokompozitlerinin kopma mukavemeti, kopma uzaması, elastisite modülü, sertlik ve kompresyon set özellikleri çeşitli mekanik testler uygulanarak elde edilmiştir. Test sonuçlarına göre EPDM/HNT nanokompozitlerinin kopma mukavemeti, kopma uzaması, elastisite modülü gibi mekanik özellikleri gelişme göstermiştir.

Ethylene propylene diene monomer (EPDM) is a type of synthetic terpolymer rubber which is an elastomer. The ethylene content (C2) is generally between 40%-80%. The diene content is generally between 0%-10%. Increasing of C2 ratio value contributes to crystallinity of EPDM. Higher level of the diene monomer (ethylidene norbornene-ENB) brings about faster cure rate. EPDM rubbers have good resistance to heat, UV, ozone, and oxidation. Halloysite nanotubes (HNTs) with large aspect ratio improve mechanical and thermal properties of polymers as nano additive. In this work, two kinds of EPDMs (Keltan 778Z and Keltan 6950), which had different C2 and ENB ratios, were used for the nanocomposite samples productions. HNTs with 0 - 40 phr values were added to the EPDM rubber samples. The test results were evaluated depending on the C2 ratios of EPDM and the contents of HNTs in the nanocomposites. For peroxy curing, Perkadox 14-40B was used and curing properties of samples were examined by Moving Die Rheometer (MDR). X-Ray diffraction analysis (XRD) of HNTs and EPDM/HNTs nanocomposites was performed to see the basal spacing of the HNTs before and after blending with EPDM. The effects of HNTs loading on both EPDM/HNTs nanocomposites were characterized mechanically and thermally. Thermal gravimetric analysis (TGA) was used to determine the thermal properties of nanocomposite samples. Mechanical properties of nanocomposites samples were examined by using different mechanical tests to calculate the tensile modulus, tensile strength, elongation at break, hardness, deformation by compression and ageing. According to the test results, EPDM/HNTs nanocomposites showed enhanced properties such as; higher tensile modulus, tensile strength, and elongation at break values relative to unfilled EPDM.