MAKALELER / DOĞAL VE YAPAY KAUÇUK ÖZELLİKLERİ - hammaddeler ansiklopedisi
Kauçuk Nedir - Kauçuk Tarihçesi
Konuşma dilimizde "lastik" diye adlandırdığımız şey, ham maddesi tropikal ağaçlardan elde edilen bitkisel bir üründür. Bu ağaçlardan Brezilya kauçuk ağacı (Hevea brasiliensis) adı verilen bir çeşidi ticari önem taşır. Brezilya'nın Amazan bölgesi ormanlarına has bir bitki olan bu ağaç, sonraları Uzak Doğu'ya da götürülmüş, iklim şartları aynı olan bu bölgelerde de kolaylıkla üretilmiştir. 20 - 30 m. boyunda, yuvarlak gövdeli, yaprakları tepesinde kümelenmiş Brezilya kauçuk ağacı, humus'u bol yaş topraklarda yetişir.
Kauçuğun elde edilmesine, ilk olarak Brezilya'da başlanmıştır. 19'uncu yüzyıl başlarında yıllık üretim 30 tondu. Bugün ise sentetik yollarla elde edilen 1 milyon ton suni kauçuk dışında Dünya doğal kauçuk üretimi yılda 3 milyon tonu bulur.
Yüzyıla yakın bir süredenberi kauçuk üretimi, teknik ve endüstri alanındaki gelişmelerle birlikte yürümüş, bunların ilerlemesine yeni bir hamle vermiştir. Esnekliği, aşınmaya dayanıklılığı, su geçirmezliği kauçuğu, modern endüstrinin özellikle mekanik ulaştırma tekniğinin en gözde maddelerinden biri durumuna getirmiştir.
Şimdi Kısaca bir göz atalım tarihe;
1493- Amerika'ya yaptığı ikinci yolculuk sırasında Kristof Kolomb, Haiti Adası'nda yerlilerin acayip bir topla oynadıklarını gördü. Bu öyle bir toptu ki yere vurdukça "zıplıyordu".
1521 - Meksika'nın ispanyol egemenliği altında bulunduğu yıllarda bazı ispanyol gezginleri, yerlilerin elastik bir madde kullanmakta olduklarını görmüşlerdi. Avrupa'da da bunlara ait çeşitli söylentiler dolaşmaya başlamıştı. Yerlilerin renk renk tüyleri, bir bitkiden çıkardıkları süte benzeyen beyazımsı maddeyle vücutlarına yapıştırdıkları, böylece büyücü kılığına büründükleri söyleniyordu. İçine ayaklarını batırıp çıkardıkları bu süt gibi maddenin kuruduktan sonra çarığa benzer bir çeşit ayakkabı biçimini aldığı da dolaşan söylentiler arasındaydı.
1735 - Charles de la Condamine adında bir Fransız, hiçbir Avrupa'lının karşılaşmadığı bu acayip bitkilerin esrarını çözmek üzere Amazon ormanlarına doğru yola çıktı. Yerliler ağaca "göz yaşı" anlamına gelen "heve" yahut "cao ochu" adını veriyorlardı.
Serüvenle dolu bir yolculuktan sonra de la Condamine, bu esrarengiz ağacı buldu. Kabuğunu keserek çıkardığı sütü (Iateks = kauçuk) kurutup bazı modeller yaptı ve Fransa'ya yolladı. O çağın bilim adamları bu acayip cevheri inceleyip çözümlemeye koyuldular.
1763 - Birkaç Fransız kimyacısı cevheri trebentin yağı ve eter'e batırıp eritmeyi başardılar. Bu yıllarda lateksin, lastik adı altında, mürekep lekelerini kağıt üzerinden çıkamıak için silgi olarak kullanılmaya başlandığı görülür.
1793 - Peal adında bir İngiliz, kauçuğu trebentin içinde eriterek su geçirmez bir madde yapma patentini aldı.
1823 - Charles Macintosh adında iskoçya'lı bir kimyacı, su geçirmez maddelerin yapım metodunu geliştirdi ve lastik eşya yapmak üzere ilk fabrikayı kurdu. Bugün bile İngiltere'de "mackintosh" adıyla anılan su geçirmez pardesüler (muşamba) yapılır. Bu ilk lastik eşyanın bazı kusurları vardı: sıcak havaya dayanamayıp eriyor ve çabuk eskiyordu. Soğuk havalarda ise sertleşip esnekliğini kaybediyordu.
1839 - Charles Goodyear adındaki Amerika'lının bir raslantı sonucu bulduğu sistem, lastik sanayiinde devrim yarattı. Good· year, Iateksi ısıtıp kükürtle işleyerek daha elastiki ve dayanıklı bir duruma getirdi. Böylece kauçuğa hava şartlarından etkilenmez bir nitelik kazandırdı. Bu işleme, Vulkanize etmek denir. Kükürtleme işlemi, kauçuğun kullanılış alanlarını genişlettiği gibi fiatlarını da artırdı. Kauçuk piyasasında vurgun vurma yarışı bir çağların "altına hücum" unu hatırlatıyordu. Yıllık üretim 30 tondan birdenbire 350 tona yükseldi.
1873 - ingiltere hükümeti bir aralık iklim yönünden Amazan ormanıarına benzerlik gösteren sömürgelerinde kauçuk ağaçları yetiştirmeyi düşündü. Farris adında biri, bu ağaçların tekelini bırakmak istemiyen Brezilya Hükümeti gümrüğünden sıyrılarak 2000 kadar Brezilya kauçuk ağacı tohumunu ingiltere'ye kaçırdı.
Ama Kalküta'ya getirilen tohumlardan ancak bir düzinesi tuttuğu gibi bunlardan sürgün veren altı tanesi de kuruyup gitti. Bir süre sonra Henry Wickham adında bir ingiliz, Brezilya'dan 70.000 tohum kaçırdı. Seylan'a götürülen bu tohumlardan 2.000 tanesi iklime alışarak gelişti. Bütün bu olaylar bir sır perdesi arkasında cereyan etti.
1885 - Afrika'da yetişen, Lastik ağacı (Ficus elastica) adlı bir ağaçtan da kauçuk elde edildi. Böylece yıllık üretim 4.000 tona ulaşmış oldu
1907 - Hiç kimsenin haberi olmaksızın Seylan'da gizli gizli yetiştirilen Brezilya kauçuk ağaçlarının tohumları Malaya'ya aktarıldı. H. N. Ridley adındaki ingiliz botanikçisinin çalışmalarıyla elde edilen başarı sonucu yılda 6.000 tonluk kauçuk, Dünya pazarlarına sürüldü. Bu, kolay ve çabuk kazançlar sağlayan Brezilya ve Afrika kauçuk tüccarlarının sonu oldu. Holanda'lıların indonezya, Amerika'lıların Liberya ve Brezilya, Fransız'ların Çin Hindistanı'nda kurdukları kauçuk ağacı çiftlikleriyle Dünya kauçuk üretiminde uluslararası bir yarışma başladı.
Motorlu kara araçlarının hızla gelişmesi lastik tekerlek piyasasını iyice canlandırdı. Kauçuk üretimi başlıbaşına bir tarım durumunu aldı. Daha yüksek verimli ağaç yetiştirimi ve tohumların ıslahı yoluna gidildi. Gerek çiftliklerin işletimi, gerek lateksin toplanmasında daha ekonomik metodlar ortaya konuldu.
Bugün ileri endüstri ülkelerinde sentetik kauçuk yapımı gittikçe artmakla birlikte Brezilya kauçuk ağaçlarından çıkarılan doğal kauçuk hala ön planda gelmektedir.
Dünya Kauçuk Üretimi
|
Ülke İsmi
|
Ton
|
%
|
| Batı Malezya |
1.279.200
|
42,86
|
| İndonezya |
844.800
|
28,37
|
| Tayland |
337.200
|
11,24
|
| Seylan |
140.400
|
4,72
|
| Hindistan |
109.200
|
3,79
|
| Liberya |
64.100
|
2,16
|
| Nijerya |
51.000
|
1,72
|
| Doğu Malezya |
46.200
|
1,56
|
| Zaire |
40.000
|
1,35
|
| Brezilya |
25.800
|
0,86
|
| Güney Vietnam |
19.900
|
0,68
|
| Kamerun |
12.800
|
0,43
|
| Kamboçya |
6.000
|
0,22
|
| Sayısı 1 milyara yaklaşan kauçuk ağaçları yer yüzünde toplam 4,5 - 5 milyon hektarlık bir alanı kaplamaktadır. | ||
Kauçuk Nedir
Kauçuk, bugünkü endüstrinin önemli maddelerinden biridir. Motorlu - motorsuz taşıt araçlarının tekerlekleri, çeşitli yağmurluklar, ayakkabılar, elektrikçilikte en önemli izolalar, düğme, tarak, kalem gibi maddeler, yapıştırma solüsyonları, vernikler, kauçukun endüstriye uygulama şekilleridir.
Doğal kauçuğun bu kadar çok kullanılması sebebi ile, kauçuğu çok ucuz ve bol miktarda elde edebilmek için 1906 yılında Almanlar tarafından sentetik (yapay) kauçuk elde edilmiştir. KAUÇUK - Kauçuk aslında bir ağaç adıdır. Bu ağacın kendisinden ve özsuyu olan lateksinden elde edilen maddeler endüstride kullanım sahası bulmuştur. Son yıllarda tabii kauçuğun yanı sıra sentetik kauçuğun da üretilmesi ile pek çok kauçuk türü ortaya çıkmıştır. Kauçuğun en önemli özelliği yüksek bir elastikiyete sahip olması, yani yeniden eski haline dönebilen bir uzayabilirliğinin olmasıdır. Kauçuk işleme endüstrisinin gelişmesinin ve hemen her sektörde kullanılmasının temelinde de bu vardır.
Kauçuk Daha çok sütleğengiller (Euphorbiaceae) familyası bitkilerinde, ayrıca Compositae, Apocynaceae ve Asclepiadaceae familyaları bitkilerinde bulunan lateks (bitkilerde süt görünümünde özsu)in kurutulmasıyla elde edilen ürün. Kauçuğun adı, Amazon bölgesi yerlilerinin dilinden gelir (caa-o-cu= ağlayan ağaç).
Brezilya'da eskiden kurutulmuş bir balçık kalıp üstünde kat kat sürülen kauçuğun pıhtılaştırılması ile ayakkabı yapılıyordu. Lateksin bezler arasında kurutulması ile de, su geçirmez bezler üretiliyordu. Kauçuktan ilk olarak 1530'larda bahsedilmeye başlandı. Daha önceleri bilinmiyordu. Modern kauçuk imalat endüstrisi ise, kauçuğun kükürtle sertleştirilmesi (vulkonizasyon) işlemiyle başladı(1839). Bu endüstrinin gelişmesi, kauçuğun hammaddesinin işlenerek birçok yerde kullanılmasına sebeb oldu.
1839-1840 yıllarında Amerika Birleşik Devletlerinde Goodyear, İngiltere'de Hancock, kauçuğu kükürtle birleştirdiler ve sıcakta yapışkan olmayan, soğukta esnekliğini kaybetmeyen bir madde elde ettiler.
Kauçuk Özellikleri;
Kauçuk neftyağında, karbondisülfürde, karbontetraklorürde, terebentinde, eterde, gazyağında, benzinde ve buna benzer eritici sıvılarda çözülür. Fiziki ürünler arasında kauçuk; yumuşaklık, dayanıklılık, elastikiyet, su ve hava geçirmeme özelliği, yapıştırıcılık ve elektriğe karşı direnciyle çok önemli bir üründür.
Hakiki kauçuk tekrar tekrar birçok defalar uzatıldığında hemen hemen ilk baştaki orijinal boyutlarına yeniden geri gelir. Bu özelliği de kauçuğu, sentetik kauçuktan ve kauçuk gibi maddeleri ihtiva eden diğer bütün maddelerden ayırır.
Kauçuk Üretimi
Tüm dünyada yıllık 15 milyon tonun üstünde kauçuk üretilir; bunun yaklaşık üçte biri doğal kauçuktur. Kalanı, petrolden elde edilen kimyasal maddelerle yapılan yapay (sentetik) kauçuktur. Doğal kauçuk kauçuk ağacının (Hevea brasiliensis) kabuğundan akan sütümsü özsudan (lateks) elde edilir. Bu ağacın en iyi yetiştirildiği bölgeler ekvatorun çevresidir. Doğal kauçuk yetiştiren başlıca ülkeler; Brezilya, Nijerya, Liberya, Zaire, Güney Hindistan, Sri Lanka, Malezya, Endonezya, Tayland ve Filipinler'dir. Doğal kauçuk üretimi plantasyonların (büyük çiftlikler) yanı sıra küçük çiftliklerde gerçekleşmektedir.
Güney ve Orta Amerika'da Maya uygarlığından kalan kalıntılarda en az 900 yıllık ham kauçuk topakları bulunmuştur. Avrupa'ya ilk bilgileri getirin Kristof Kolomb'tur. Kolomb, Haiti Yerlileri'ni "ağaç sakızı"ndan yapılmış bir topla oyun oynarken görmüştü. 18. yüzyılda iki Fransız botanikçi, François Fresneau ve Charles de la Condamine, uzunca bir süre Güney Amerika'da kaldılar. Kauçukağacını ilk tanıtan 1730'da Fresneau oldu. Amerika Yerlileri kauçuk ağacına, "ağlayan ağaç" anlamında cahucho diyorlardı. La Condamine, 1736'da Paris'e kauçuk örnekleri gönderdi ve Yerliler'in kauçuktan nasıl ayakkabı, savaş kalkanı ve şişe yaptıklarını, ayrıca bu maddeden su sızdırmaz malzeme olarak nasıl yararlandıklarını anlattı. 19. yüzyılın ortalarına kadar kauçuk az bulunan ve pahalı bir madde olarak kaldı. Kauçuk başlangıçta yalnızca Güney Amerika'dan ve özellikle de Brezilya'dan sağlanabiliyordu.
1876'da Henry Wickham, 70 bin kauçuk ağacı tohumu topladı; bunları Londra'nın yakınlarındaki Kew'daki Krallık Botanik Bahçeleri'ne getirdi ve tohumların limonluklara ekilmesini sağladı. Büyük bölümü Asya'daki özellikle Sri Lanka'daki botanik bahçelerine gönderildi. Bu arada 11 kadar fidenin de Malezya'ya ulaştığı sanılıyor. 1889'da Singapur'daki botanik bahçelerinin yöneticiliğine getirilen Henry Nicholas Ridley, yeni bir lateks elde etme yöntemi geliştirdi ve bunun üzerine kauçuk üretimi hızla artmaya başladı. Böylece Güneydoğu Asya'daki plantasyonlardan elde edilen kauçuğun önemi, Güney Amerika'dan gelen yabani kauçuğa göre giderek arttı. 1907'de plantasyon kauçuğu dünyadaki toplan gereksinmenin yüzde 5'ini karşılarken 1914'e gelindiğinde bu oran yüzde 50'nin üzerine çıkmıştır.
Ağaçların gövdeleri üzerine demir bıçaklarla V şeklinde yarıklar açılır ve yarıklardan akan süt (lateks) kaplarda toplanır. Bu lateksin % 30-40 kadarı kauçuktur. Kauçuğu elde etmek için lateksin koagüle edilmesi gerekir. Bu işlem için asetik asit veya formik asit kullanılır. Böylece elde edilen kauçuk topaklar halindedir ve çekilebilir özelliktedir. Fakat kopmaya dayanıklı değildir. Lastik haline getirilebilmesi için kauçuğun kükürtle 135-160 derecede vulkanizasyonu gerekir. % 12-20 oranında kükürt taşıyan kauçuk, lastik adını alır. Daha fazla kükürt (% 30 gibi) girerse bu takdirde kauçuk sertleşir ve ebonit adını alan ve elektrik yalıtkanı olarak kullanılan bir ürün elde edilir.
Kauçuk, izopren (2-metil butadien) moleküllerinin kondensasyonuyla meydana gelmiş bir bileşiktir. % 70 kadar su taşır ve molekül tartısı 350.000 civarındadır. Kauçuk 180 derecede yapışkan olur, 220 derecede erir. Bu dereceden sonra kauçuğun damıtılması başlar. Damıtım ürünü akıcı, yağımsı bir sıvı olup kauçuk yağı adını alır. Kauçuğun da en iyi çözücüsüdür.
Kauçuğun ham (işlenmemiş) şekli pratikte fazla bir değere sahip değildir. Fakat çeşitli kimyevi maddelerle karıştırıldığında binlerce faydalı ürün elde edilir.
Kauçuk kükürtle vulkanize edilir. Vulkanizasyonda kükürt (S) ve kükürt bileşikleri (S2Cl2,SO2,H2S) gibi kullanılır. Se ve Te de kullanılır, fakat pahalıya mal olur. Vulkanizasyonla polimerde bir bağlaşma meydana gelir. % 2-3 lük S bağları teşekkül eder.
Yapay Kauçuk Üretimi
Yapay kauçuk ise, çoğu ülkede petrol arıtma sistemlerinin yakınlarında kurulan fabrikalarda üretilir. U.S.A. başta olmak üzere en çok Japonya, Almanya ve Fransa'da üretilmektedir. 100'ün üzerinde değişik yapay kauçuk türü vardır. Kauçuk esnek bir maddedir; gerildiğinde kendinin birkaç katı kadar uzatılabilir yada sıkıştırıldığında biçimi değiştirilebilir, ama serbest bırakıldığı zaman gene başlangıçtaki biçim ve boyutlarını alır.
Sentetik Kauçuklar
Butadien (CH2= CH-CH= CH2C kloropren (CH2C= CH-CCl= CH2), akrilonitril (CH2= CHCN), stiren (CH2= CH-C6H5) gibi bazı doymamış (çifte bağ ihtiva eden) organik bileşiklerle sentetik kauçuklar da elde edilmektedir. Sentetik kauçuklar tabii kauçuğun niteliklerine sahip olmamakla beraber çok miktarda üretilip dolgu lastiklerde kullanılmaktadır.
Önemli sentetik kauçuklar, butadien kauçuğu (BR), stiren-butadien kauçuğu (SBR); nitral butadien kauçuğu (NBR), izobutileni-izopropilen kauçuğu (IBR), izobutilen-izopren kauçuğu (IIR) v.s. sayılabilir. Neopren kauçuğu kloroprenden üretilir. Besin endüstrisinde kullanılan taşıyıcı bantlar, bitkisel yağlara ve makina yağlarına büyük direnç gösteren bu maddeden yapılır. Akrilonitrik kauçuk, akrilonitrilin (CH2 = CHCN) bütadienle polimerleştirilmesiyle yapılır. Bitkisel yağlara ve organik çözücülere karşı direnç gösterir.
Mobilya ve yataklarda bulunan köpüklü malzeme de, poliüretan kauçuktan yapılır. Vulkanize edilmemiş olan ürüne, kalıba konduktan sonra, ısı ve basınç uygulanır. Isıtmada kauçuk yumuşar ve kalıbı dolduracak biçimde akar. Aynı anda, kükürt kauçukla birleşerek kalıcı bir biçim almış vulkanize ürünü verir. Bunlardan başka dimetil silikondan elde edilen slikon kauçuğu da yapılmaktadır.
Kauçuğa ilave edilen katkı maddeleri şöyle sıralanabilir;
1. Plastikleştiriciler (inaktif karbon),
2. Yumuşatıcılar,
3. Eskimeyi geciktirenler (aktif karbon),
4. Ucuzlatıcı maddeler (kireç, kaolen gibi),
5. Dayanıklılık ve sertliği arttıranlar
6. Boyalar, 7. Reaksiyonu hızlandıran veya yavaşlatan maddeler.
Kauçuk Kullanma Sahaları - Kauçuk Kullanım Alanları
Kauçuk kullanımı, karayolu ulaşımının gelişmesiyle büyük artış göstermiştir. Önce bisikletler olmak üzere sırası ile otomobillere, kamyonlara, uçaklara, traktörlere ve hafriyat makinalarına teker yapımında kullanılmaktadır. Bundan başka su geçirmez giyecekler, ayakkabı, eldiven, sıhhi eşyalar, döşeme malzemesi oyuncak ve şişme yatak gibi birçok malzemenin üretiminde kullanılmaktadır. Kauçuk eriyiğinden yapıştırıcı olarak istifade edilmektedir.
Kauçuk Geri Dönüşümü
Kauçuğun geri donümü 2 şekilde olmaktadır.
1) Rejenere Kauçuk ;
Rejenere kauçuk, çapraz bağlanmış kauçuk kütlesinin çapraz bağlarını kırarak yeniden çifte bağ kazandırılması yöntemidir. Daha güvenli vulkanisazyon ve rijitlik sağlayan bu yöntem ile hemen hemen tüm elastomerler geri kazanılabilmektedir. Surası gerçek hiçbirzaman çapraz rejenere kauçuk; çapraz bağlanmamış saf elastomerin performansını vermeyecektir.
2) Granül Kauçuk ;
Granül hale gelen kauçuklar genelde otomobil lastiklerinde kullanılan isopren yada butadien içeren lastiklerdir ( NR; IR; SBR; CBR; NBR ). Otomobil lastiğinin minik granuller haline gelmesi fiziksel yöntemler ile yapılır, bıçaklarla kıyma. Bu kauçuk granülleri aynı karbon siyahı gibi özellikle etli kauçuk parçalarda dolgu gibi maliyet düşürücü olarak kullanmanız mümkünüdür. Sülfür vulkanizasyonu ile ham elastomer parçalanmış olan kauçuk parçalara bağlanır. Bağlanma özellikle ozon wax yada antioksidan dediğimiz çapraz bağları kapatan kimyasalların daha az kullanıdığı kauçuklada daha başarılı olur. Homojenizasyon granülün kendisi için mümkündür, yani heryerde eşit oranda faklılaşma. Ancak sırf SBR'yi otomobil lastiğinden ayırmak imkansızdır, illaki, CBR , butil ve doğal kauçuk bileşime bulunacaktır.
Granül kauçuk kullanım alanları
* Tenis Kortları - Golf - Futbol - Basketbol Sahaları
* Suni Çim
* Dekorasyon - Dekoratif Çim
* Lastik Ayakkabı ve Çizme
* Lastik Taban ve Topuk imalatında
* Otomotiv Sert Tekerlek, Fren ve Debriyaj Balataları, Sürtünme Plakaları , Lastik Conta ve Takoz imalatında da kullanılmaktadır.
ETİKETLER : DOĞAL KAUÇUK NASIL KULLANILIR,DOĞAL KAUÇUK NERELERDE KULLANILIR,DOĞAL KAUÇUK KİMYASAL YAPISI,DOĞAL KAUÇUK ELDESİ,DOĞAL KAUÇUK VE KULLANILDIĞI ALANLAR,YAPAY KAUÇUK KULLANIMI,YAPAY KAUÇUK KULLANIMI,YAPAY KAUÇUK VE KULLANILDIĞI ALANLAR,YAPAY KAUÇUK ÜRETİMİ - İMALATI,YAPAY KAUÇUK YAPILIŞI,DOĞAL KAUÇUK ÜRETİMİ.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
