Vinil metil silikon kauçuklarda farklı katkı malzemelerin reolojik, mekanik ve mikroyapı özellikler üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

Vinil metil silikon (VMQ) kauçuklar otomotiv endüstrisi ve turboşarj teknolojisinin ayrılmaz bir parçasıdır ve bu alandaki verimliliği ile güvenilirlikleriyle bu sistemlere önemli katkılar sağlamaktadırlar. Bu silikon temelli malzemeler olağanüstü ısı direnci, yağ ve yakıt direnci, üstün sızdırmazlık özellikleri ve çevresel faktörlere karşı direnç sunmaktadır. Turboşarj uygulamalarında, en uygun performans ve uzun raf ömrü sağlamak için VMQ kauçuklar kritik bir rol oynamaktadır. Kauçuk karışımlarının genel özellikleri yalnızca elastomerlerin doğasıyla değil, aynı zamanda diğer katkı maddelerinin özellikleriyle de etkilenerek nihai ürünü oluşturur. Bu yüzden beyaz katkı maddelerinin seçimi, bileşenlerin viskozitesini, kürlenme özelliklerini ve mekanik özelliklerini etkiler ve bu durum, malzemenin ekstrüde edilebilirliği açısından çok önemlidir. Bu katkı maddeleri aynı zamanda vulkanizasyon prosesini etkileyerek malzemenin nihai özelliklerinde değişime sebebiyet vermektedir. Bu çalışma, üç farklı katkı maddesinin kauçuk karışımlarının reolojik, mekanik ve mikroyapı özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Bu anlamda, üç farklı kaktı maddesi üzerinde yoğunlaşılmıştır: silika-kaolinit karışımı (SK), amorf silika (AS) ve wollastonit (W). Bu katkılar, ağırlıkça %10, 20 ve 30 oranlarında VMQ kauçuk içerisine eklenerek en uygun mekanik özellikler belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen reolojik analiz sonuçları, silikanın karışımların viskozitesi ve boyutsal stabilite özellikleri üzerinde olumlu bir etki yarattığını göstermiştir. AS malzemesi, karışımların viskozite modülünü artırarak, VMQ/AS kompozitleri daha dayanıklı hale getirmiştir. Buna karşın, SK ve W katkıları, VMQ/SK ve VMQ/W kompozitlerin reolojik davranışı olumsuz etkileyerek karışımların viskozitelerinin düşmesine sebep olmuştur. Mekanik test sonuçları değerlendirildiğinde, VMQ/AS kompozit hariç, genel olarak karışımların dayanıklılığında bir artış gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, katkı türü, VMQ kauçuk karışımlarının reolojik ve mekanik özelliklerini şekillendirmede kritik bir rol oynamaktadır. Bu çalışma, endüstriyel uygulamalar için özel kauçuk karışımları formülasyonlarının optimizasyonu adına önemli bir veri tabanının oluşturulmasında katkı sağlayacaktır.Vinyl methyl silicone (VMQ) rubbers are an integral part of the automotive industry and turbocharger technology and contribute significantly to these systems with their efficiency and reliability in this field. These silicone-based materials offer exceptional heat resistance, oil and fuel resistance, superior sealing properties and resistance to environmental factors. VMQ rubbers play a critical role in turbocharger applications to provide optimum performance and long shelf life. The general properties of rubber compounds are affected not only by the nature of the elastomers but also by the properties of other additives to form the final product. Therefore, the selection of white additives affects the viscosity, curing properties and mechanical properties of the components, which is very important for the extrudability of the material. These additives also impact the vulcanization process, causing changes in the final properties of the material. This study aims to investigate the effects of three different additives on the rheological, mechanical and microstructural properties of rubber compounds. In this sense, the focus was on three different additives: silica-kaolinite mixture (SK), amorphous silica (AS) and wollastonite (W). These additives were added to VMQ rubber at 10, 20 and 30% by weight to determine the most suitable mechanical properties. The rheological analysis results obtained showed that silica had a positive effect on the viscosity and dimensional stability properties of the mixtures. AS material increased the viscosity modulus of the mixtures, making VMQ/AS composites more durable. On the other hand, SK and W additives negatively affected the rheological behaviour of VMQ/SK and VMQ/W composites, causing the viscosities of the mixtures to decrease. When the mechanical test results were evaluated, an increase in the durability of the mixtures was generally observed, except for the VMQ/AS composite. As a result, the type of filler plays a critical role in shaping the rheological and mechanical properties of VMQ rubber mixtures. This study will contribute to the creation of an important database for the optimization of special rubber mixture formulations for industrial applications.