Kauçuk Tarihçesi

PDF Upload: 

Lastik, hammaddesi kauçuk olmakla beraber, bazı tropik bitkilerin sütümsü özsuyundan (lateks) doğal hâlde elde edilen kauçuğun petrol ve alkolle bileşimiyle elde edilen maddedir. Fransız bilim adamları tarafından 1736’da Güney Amerika’da tanımlanan ve 1840’ların başında Charles Goodyear tarafından kükürtle sertleştirme işlemi gerçekleştirilen kauçuk, bu yıllardan itibaren endüstrideki yerini almış ve ticari önem kazanmıştır.

Goodyear'ın bu yöntemi, kükürtleme işlemini hızlandırıcı ve kırılmaya karşı kauçuğun direncini artırıcı bazı kimyasal maddeler katılmasıyla zamanla geliştirilmiştir. İlk önce lastik, “kükürt + kauçuk” olarak elde edilmiş ve sonraları önem kazanması nedeni ile lastik içerisine yabancı maddeler katılarak iyileştirme yoluna gidilmiştir. Ayrıca boya maddesi de ilave edilerek değişik renklerde lastik ve plastiğin üretimine geçilmiştir. Havanın etkisine karşı uzun ömürlü olabilmesi için, lastik içerisine plastiklerden fenoller, aminler ve ayrıca bazı tuzlar eklenmiş ve dayanımını artırmak amacıyla lastik içerisine amorf karbon ve yumuşaklık vermek için yağlar eklenerek gelişen teknolojiye paralel olarak günümüzde farklı hammaddeler sayesinde çok amaçlı özel lastikler üretilmekte ve bunlardan da çeşitli parçalar yapılmaktadır.

Özel amaçlı lastikler; yüksek basınç ve dayanım gösteren makine kayışları, hortumlar, otomobil lastikleri ve benzeri parça yapımında çok kullanılmaktadır. Ayrıca kesme ve sıvama kalıplarında da kullanılan takozlar dayanıklı elastiki malzeme olup imalatları son zamanlarda başarılı bir şekilde yapılabilmektedir.

Lastik hamurunun en temel hammaddesi olan kauçuk hiçbir zaman yalnız olarak kullanılmaz. Genellikle bir lastik hamuru ağırlıkça %30-50 oranında kauçuk içerir.

Tabii Kauçuk (NR)

Doğal kauçuk, kauçuk ağacı denen Hevea brasiliensis’ ten oluşan sütümsü bir akışkan sıvıdan üretilir. Doğal kauçuk,

% 30-40 lastik (cis-1,4 polyisoprene),

%2 reçine,

% 60-65 su,

% 2-5 lipid ve proteinden oluşmaktadır.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Yüksek esneklik

Hidrokarbonlara dayanıklılık

Yüksek dayanım

Hava geçirgenlik

Düşük deformasyon ve yayılma

Hava, oksijen ve ozana dayanım

Güzel dinamik özellikler

Tabii ürün olması nedeni ile dalgalanan

fiyat

Kolay işlenme

 

İyi yırtılma ve aşınma dayanımı

 

Polar sıvılara dayanıklılık

 

 

Doğal kauçuk; konveyör kayışları, lastik silindir ve tekerlekler vb. gibi endüstriyel ürünlerin; fan kayışları, radyatör hortumları vb. gibi otomotiv ürünlerin; lastik eldivenler, oyuncaklar, sıhhi ürünler vb. lâteks ürünleri ve yapışkanların temel hammaddesidir.

Bunlardan çok daha fazla tüketildiği alanlar ise araç lastikleri ve ayakkabı sektörleridir.

Sentetik Kauçuklar

Sentetik kauçuklar, lastik hamurunda en yüksek oranda kullanılan kimyasal bileşiklerdir

Stiren Bütadien Kauçuğu (SBR):

Stiren ve bütadien’in soğuk tip reçete ile kontinü sistemle üretilen, Emülsiyon Polimerizasyonu ile elde edilen ve %22,5 - %24,5 bağlı stiren içeren bir kopolimer olup genel maksat kauçuğudur. Yüksek sıcaklık, yağ ve çözücülere karşı çok dirençlidir. Fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi için karbon siyahı ve diğer dolgu maddelerinin ilavesi gerekir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Takviye edildiğinde iyi fiziki özellikler

verir. Yırtılma, kopma, aşınma gibi.

Takviye gerektirir.

Düşük ısıda özellikleri iyidir.

Aşınma hariç, özellikleri tabii kauçuktan

düşüktür.

Fiyatı ucuz ve temini kolaydır.

Hidrokarbonlara dayanmaz.

 

Sıcak yaşlanma, oksijene ve ozona

dayanmaz ama bu yönlerden tabii

kauçuktan iyidir.

Stiren Bütadien Kauçuğu; otomobil lastiği, taşıyıcı bant, hortum, ayakkabı taban ve ökçesi, mekanik eşyalar, oto paspası gibi malzemelerin yapımında kullanılır.

Butil Kauçuğu (IIR): Sıkı bir yapısı vardır. Esnekliği azdır. Deformasyonu yavaş, geçirgenliği azdır. Yapısı, gerilmede kristalleşmeyi ve kendini takviyeyi sağlar. Çapraz bağlanma için isopren gruplarına ihtiyacı vardır, fakat yapısı inerttir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Düşük geçirgenlik

Resiliensi düşüktür.

Isı ve ozon dayanımı

Yağ ve yakıt dayanımı

Elektriksel izolasyon

Ayrı bir hatta imalat gerektirir.

Yırtılma dayanımı

Vulkanizasyon süresi uzundur

Esnemeden doğan çatlama dayanımı

Doymamış polimerlerle karışmaz.

Kimyasal dayanım

 

İç lastik ve çatı kaplaması gibi az hava geçirgenliği ve dış şartlara dayanım gerektiren uygulamalarda kullanılır.

Polibutadien (BR):

Çifte bağ etrafında dönme serbestîsi, kısa kendini toplama zamanı, açıktaki gruplar kristalizasyona mani olduğundan takviyeye gerek vardır. Çifte bağlar reaktivitesini sağlar.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Yüksek resiliens

Yırtılma dayanımı

Mükemmel aşınma dayanımı

Hidrokarbona dayanıklılık

Elektrik izolasyon özelliği

Elektrik izolasyon özelliği

 

Isı ve ozon dayanımı

 

Çalışılma özellikleri

 

Takviye ihtiyacı

Oto sırt kauçuğunda çok iyidir. Fakat en iyi neticeyi almak için diğer kauçuklara karıştırılarak kullanılır. Genellikle otomotiv sanayinde kullanılmaktadır.

Etilen Propilen (EPDM):

Doymuş yapıdadır, hareketliliği düşük ve kendisini toplama müddeti uzundur. Çapraz bağlantı için doymamış termonomeri olabilir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Yüksek dolgu ve yağ limiti

EPM özel pişirici sistemi gerektirir, EPDM’nin başka kauçuklarla iyi karışmama ihtimali yüksektir.

Yaşlanma ve ozon dayanımı

Hidrokarbonlara dayanıklılık

İşlenme özelliği

Düşük resiliens

Dielektrik özelliği

Takviye gerektirir.

 

Doymamış polimerlerle karışmaz.

İyi yaşlanma, elektrik, dış şartlara dayanım gerektiren kablo, radyatör hortumu, profil gibi imalatta kullanılır.

Nitril Kauçuğu (NBR):

Genellikle % 25–40 akrilonitril içerir. Hareketliliği hidrojen bağları ile sınırlandırılmıştır. Açıktaki gruplar gergide kristalizasyonu önler. Artan C=N (akrilo nitril) grupları yağa dayanımı artırır, resiliensi azaltır.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Yağ ve yakıt dayanımı

Takviye gerekir.

Isı dayanımı

Düşük ısı özellikleri

Geçirgenlik

Düşük resiliens

Aşınma dayanımı

Zayıf elektrik izolasyonu

Genellikle yağ ve yakıt dayanımı gerektiren hortum, conta, keçe, esnek yakıt ve benzin depoları üretiminde kullanılır.

Poliüretan Kauçuk (AU):

Yapısının sonsuz değişkenliği vardır. Su ile CO2 çıkararak süngerleşir. Yapısı, yağ ve yakıt dayanımı verir. Fakat hidrolize olur. Hareketliliği orta derecededir. Kendi kendine takviye ettirilebilir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Aşınma

Hidrolize olur.

Yırtılma ve kopma

Resiliensi düşük

Yağ ve yakıt

Pahalı

Oksijen ve ozon

 

Sıvı hâlde temin edilebilir

 

Yağ ve aşınma dayanımı gerektiren dolgu tekerleklerde, dökme conta ve keçelerde vb.işlerde kullanılır.

Neopren Kauçuk (EU):

Genellikle 1,4 trans klorun sabitleştirici etkisi dolayısıyla çifte bağlar reaktif değildir. Vulkanizasyon 1,4 eklenmesi ile olur. Klor yağı, yakıta ve alevlenmeye olumlu etki eder. Hareketliliği yönünden yapısı tabii kauçuğa benzer, fakat kristalize olması düşük ısı özelliklerine aksi etki yapar.

Oto lastiği hariç tabii kauçuğa benzer sahalarda, ozon, hava, yakıt, yağ ve yanma dayanımı istenen yerlerde kullanılır. Tatbik sahası, yüksek fiyatı ve düşük ısı dayanımı özelliğinin iyi olmaması dolayısı ile sınırlıdır.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Geniş servis ısısı aralığı

Pahalı

Isıya, oksijene ve ozona dayanıklı

Fiziki özellikleri düşük

İyi esneme dayanımı

Aşınması kötü

İyi elektrik izolasyon özelliği- yandıktan sonra külü izolasyon özelliği göstermeye devam eder.

Yakıt ve yağ dayanımı kötü

 

 

Hidrolize uğrayabilir.

 

İşlenmesi pahalıdır

Silikon Kauçuklar (Si):

O-Si-O iskeleti dolaysıyla hareketliliği yüksektir. Zincirler arası güçler çok zayıftır. Gerildiğinde kristalleşmez. Çok kararlıdır.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Geniş servis ısısı

Pahalı

Isıya, oksijene ve ozona dayanıklı

Fiziki özellikleri düşük

İyi esneme dayanımı

Aşınması kötü

İyi elektrik izolasyon özelliği - yandıktan sonra

külü izolasyon özelliği göstermeye devam eder.

Yakıt ve yağ dayanımı kötü

 

 

Yakıt ve yağ dayanımı kötü

 

Hidrolize uğrayabilir.

 

İşlenmesi pahalıdır

Başlıca kablo ve sızdırmazlık işlerinde kullanılır. İnert özelliği dolayısı ile tıbbi uygulamada yer bulmaktadır.

Poliakrilatlar (ACM):

Çapraz bağlı olduğundan yaklaşık %5 kloroetil vinileter, sterik yapı ve polar kuvvetler dolaysıyla hareketliliği düşüktür. Kristalleşmez. Genel olarak inerttir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Isıya, oksijene ve ozona dayanıklı

Zayıf fiziki özellikler

Yağ ve yakıta dayanıklı

Zayıf düşük ısı özellikleri

İyi esneklik özellikleri

Zayıf su, asit ve alkali dayanımı

Düşük geçirgenlik

Pahalı işleme

Yüksek ısıya dirençli conta ve keçeler gibi sınırlı kullanım alanı mevcuttur.

Floroelastormerler (FPM):

C-F grubu iyi yakıt ve yağ dayanımı, iyi ısı dayanımı ve düşük alevlenme özelliği verir. Gerildiğinde kristalleşir ve düşük ısı esnekliği iyi değildir.

İyi Özellikler

Kötü Özellikler

Çok mükemmel ısı dayanımı

Zayıf düşük ısı özellikleri

Yağa, akaryakıta, kimyevi maddelere ve

çözücülere dayanıklıdır.

Pahalı

 

Oksijene ve ozona dayanıklıdır.

Pahalı işlenme

Düşük geçirgenlik

 

Aleve dayanım

 

Pahalı maliyetini kabul ettirebilecek yüksek performans gerektiren yerlerde kullanılabilir (Örnek: Özel conta, keçe, hortum, askerî ve uzay uygulamaları gibi).

Lastik hamuru, hamur makinelerinde veya mikserlerde hazırlanır. Elde edilecek ürüne göre farklı formüller kullanılır. Bu formüller, birçok deneyden ve kullanım yerleri belirlendikten sonra ancak elde edilebilir.

MALZEME ADI

ÇALIŞTIĞI

SICAKLIKLAR

FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

[NBR] NİTRİL KAUÇUK

-40 C +110 C

Benzin, mazot, çeşitli sanayi ve gres yağlarına karşı dayanıklıdır. Keçe imalatında en çok tercih edilen malzeme çeşididir.

[Si] SİLİKON KAUÇUK

-60 C +200 C

Yırtılmaya karşı direnci zayıf olan bu malzemenin,oksijen ve ozonun etkilerine karşı direnci oldukça yüksektir.

[FPM] FLOROELASTOMERLER VİTON KAUÇUK

-30 C +250 C

Yırtılmaya karşı direnci zayıf olan bu malzemenin,oksijen ve ozonun etkilerine karşı direnci oldukça yüksektir.

[AU] POLİÜRETAN KAUÇUK

-30 C +90 C

Hava, ozon, su, yağ ve karışımlarına dirençli olup yüksek basınç, kopma, yırtılma ve aşınmaya karşı dayanıklılığı mükemmeldir.

[EU] CR NEOPRENE KAUÇUK

-20 C +120 C

Sıvı ve gaz hâlindeki petrol ürünlerine, atmosfer şartlarına, ozona, suya ve tuzlu suya dayanıklıdır.Yanması güçtür.

[EPDM] EPDM KAUÇUK

-45 C +150 C

Dış etkenlere, ozona, tuzlu suya, sıcak ve soğuk suya dayanıklılığı oldukça iyidir.

[NR] TABİİ KAUÇUK

-60 C +90 C

Çeşitli asit ve bazlara, alkole, soğuk ve sıcak suya dirençlidir. Yüksek esneklik ve mekanik özellik gerektiren yerlerde kullanılır.