Kauçuk Tarihi

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.