Kauçuklar

Kauçuk , doğal kauçuk, yapay kauçuk veya ikisinin bir karışımının kullanıldığı bir vulkanizasyon işleminin ürünüdür. Formülasyon genellikle yaklaşık %3 oranında kükürt ve çeşitli proses katkı maddelerinden oluşur. Kauçuk, bir malzeme olarak yüksek elastikiyetinin yanı sıra kimyasal maddelerin zararlı etkilerine karşı önemli direnciyle de öne çıkar.

Doğal kauçuk

Kauçuğun ana hammaddesi, yapısal olarak cis-1,4 poliizopren olan doğal kauçuktur . Birçok bitkide, dağılmış fazı esas olarak doğal kauçuk ve dağılma ortamının su olduğu kolloidal bir sistem olan lateks formunda bulunur. Bu bileşenlere ek olarak, lateks ayrıca yağ asitleri, lipitler, karbonhidratlar ve mineraller içerir. Farklı kaynaklardan elde edilen lateksler, her bir bileşenin bileşimi ve içeriği bakımından farklılık gösterir. En büyük lateks üreticileri Tayland, Endonezya, Malezya ve Hindistan’dır. Doğal lateks, kauçuk bitkilerinin preslenmiş süt özünden elde edilir. Sentetik lateks, sentetik kauçuk üretiminde bir ara ürün veya son ürün olabilir.

Sentetik kauçuklar

Bu grup, kimyasal sentez yoluyla elde edilen tüm kauçukları içerir. Dünya sentetik kauçuk üretimi hacim olarak doğal kauçuğa benzerdir. Sentetik yöntemler çoğunlukla emülsiyon ve çözelti polimerizasyonunu kullanır. Sentetik elastomerlerin en popülerleri şunlardır:

Genel amaçlı:

• Stiren-bütadien kauçuk (SBR)
• Etilen propilen dien kauçuk (EPDM)
• İzopren kauçuk (IR)
• Bütadien kauçuk (BR)

Özel amaç:

• Kloropren kauçuk (CR)
• nitril(-bütadien) kauçuk, (NBR)
• Butil kauçuk (IIR)

Belirli amaç:

• Florosilikon (FVMQ)
• Florokarbon ve türevleri (FKM)
• Hidrojene nitril (HNBR)

Kauçuk endüstrisi

Kauçuk endüstrisi, küresel üretimin yaklaşık %60’ını oluşturan lastik ve iç lastikler olmak üzere çeşitli ürün türlerinin üretimini kapsar. Bunun %60’ını binek otomobil ve hafif ticari araç lastikleri, yaklaşık %26’sını ise kamyon lastikleri oluşturur. Diğer uygulama alanları arasında kauçuk hortumlar, konveyör bantları, ayakkabılar, teknik ürünler, ıslak ürünler (tek kullanımlık eldivenler), kauçuk tabanlı tekstil ürünleri ve yapıştırıcılar yer alır.

Kauçuğun özellikleri, kauçuk bileşiminde kullanılan bileşenlerin türüne ve miktarına bağlıdır. Kauçuk bileşiminin bileşenlerinin doğru seçilmesiyle, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip kauçuk elde edilebilir. Karışımın bileşenlerinin seçimi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere uygun özelliklere sahip bir nihai ürün elde etmek için gerçekleştirilir:

• aşınma direnci (lastik kauçuğu);
• yüksek sıcaklık dayanımı;
• düşük sıcaklık direnci;
• alev geciktirici;
• Gıda sanayi, tıp vb. alanlarda kullanılan malzemelerde aranan özellikler.

Kauçuk bileşik bileşenleri

Kauçuk bileşiği, kauçuğun veya birkaç kauçuğun karışımının yanı sıra aşağıdaki bileşenlerden oluşur.

• Dolgu maddeleri – kauçuğun aşınmaya karşı direncini önemli ölçüde artırır veya kimyasallara karşı direncini iyileştirir. Aktif dolgu maddeleri, sentetik kauçuklar söz konusu olduğunda özel bir rol oynar, çünkü bu tür kauçuktan elde edilen kauçuk ürünleri pratikte kullanılamazdır. Bunun nedeni, doğal kauçuğa kıyasla çok düşük mekanik mukavemettir. Kauçuk endüstrisinde en yaygın dolgu maddesi, petrol veya gazın eksik yanmasının, termal ayrışma ve karbon salınımıyla birleşmesi sonucu oluşan karbon siyahıdır. Aktif ve yarı aktif karbon siyahları en yaygın kullanılanlardır. Yüksek Aşındırma Fırını ve Orta Süper Aşındırma Fırını tipleri çok yüksek aşınma direncine sahiptir ve lastiklerde ısı birikmesini önler – bunlar aktif karbon siyahlarıdır. Yarı aktif tipler şunları içerir: Hızlı Ekstrüzyon Fırını ve Genel Amaçlı Fırın tipleri, hızlı ekstrüzyon ve genel uygulamalar için karbon siyahıdır. Kauçuk bileşiklerinin tasarımında eşit derecede önemli bir dolgu maddesi silikadır. Karbon siyahında olduğu gibi, kauçuğun aşınma direncini önemli ölçüde artırır. Ancak, kalıcı parçacık kümelerinin oluşumu, polar olmayan kauçuklara çerçevelenmesinin zorluğu, vulkanizatör sistemindeki hızlandırıcıların parçacıklarının güçlü adsorpsiyonu gibi özelliklere sahiptir. Bu nedenle, silika ile birlikte aktivatörler (poliglikoller) ve bağlayıcı ajanların kullanılması gerekmektedir. PCC Grubu, Polikol ticari adı altında kauçuk endüstrisine özel bir polioksietilen glikol (PEG) yelpazesine sahiptir. Özel ürünler arasında Polikol 1500 Flakes , Polikol 4500 Flakes , Polikol 6000 Flakes ve Polikol 8000 Flakes bulunur. Ürünler pul formunda olabileceği gibi toz veya pastil formunda da olabilir.

• Plastikleştiriciler – kauçuk bileşiğinin işlenmesini kolaylaştırmak için yeterli akışkanlığı sağlarlar. Ayrıca vulkanize ve vulkanize edilmemiş bileşiklerin mekanik özelliklerini de etkilerler. Kauçuk türüne bağlı olarak sentetik kökenli (ftalatlar, tereftalatlar) ve ham petrol işlemeyle elde edilen (mineral yağlar: parafinik, naftenik, aromatik) plastikleştiriciler kullanılır. PCC Group, Roflex serisinde alev geciktirici özelliğe sahip bir dizi plastikleştiriciye sahiptir. Yangına müdahalede en etkili olanlar arasında Roflex 50 / Roflex 65 veRoflex T70 bulunur. Düşük sıcaklıklarda plastikleştirme, Roflex T45 ile etkili bir şekilde sağlanır. Daha yüksek viskoziteli özel formülasyonlar ve insan ve çevreye duyarlı uygulamalar için Roflex T70L idealdir. Roflex serisindeki plastikleştiriciler, bitmiş ürüne mükemmel mekanik özellikler kazandırmak için geleneksel plastikleştiricilerle sinerjik olarak etki eder.

• Alev geciktiriciler – kauçuk ürünlerinin yanıcılığını azaltan kimyasallar. En önemlileri arasında alüminyum ve magnezyum hidroksitler, antimon trioksit, kloroparafin ve amonyum polifosfat bulunur. Bu tür katkı maddelerinin Roflex alev geciktirici plastikleştirici serisiyle birlikte kullanılması, kauçuk ürünlerinin yanıcılık profilini iyileştirmek için sinerjik bir etki olanağı sunar.

• Çapraz bağlama sistemi – kauçuk zincirleri arasında köprüler oluşturarak kauçuğun yapısını değiştirmek üzere tasarlanmış tüm katkı maddeleri. Kükürt (vulkanizasyon) veya metal oksitler ve peroksitlerle çapraz bağlama en yaygın olanıdır. Elementel veya polimerik kükürt ve aktivatör olarak (örneğin stearinle birlikte çinko oksit) kullanılır. Hızlandırıcıların kullanımı önemlidir: ditiyokarbamatlar, tiramlar, tiyazoller veya tiyoüreler.

• Diğer katkı maddeleri – kauçuk bileşiklerinin kendine özgü özelliklerini değiştiren çok büyük bir katkı maddesi grubudur. Antioksidanlar, antiozonantlar, koruyucu mumlar veya boyalar ve pigmentler kullanılır. Antioksidanlar grubu arasında, işleme sıcaklıklarında ayrışma eğilimi gösteren karışımlar için kullanılan termal stabilizatörler de yer alır. PCC Grubu’nun ürün yelpazesinde bu tür bir dizi ürün bulunur – Rostabil serisi . Bu katkı maddeleri antioksidan özelliklere sahiptir ve aynı zamanda termal stabilizatör görevi görerek işleme sırasında kauçuk bileşiklerinin bozulmasını önleyebilir.

Çok ilginç bir katkı maddesi grubu, bitmiş ürünün yüzey direncini düşürerek antistatik özellikler sağlayanlardır. PCC Group, EXOstat ticari adı altında sıvı antistatik maddeler sunmaktadır. Bu katkı maddesi, ürüne dahili olarak uygulandığında, ürünün yüzeyine nüfuz ederek atmosferik nemle etkileşime girer, yüzey direncini azaltır ve statik yükün uzun süre dağılmasını sağlar.