Kauçuklar

Kauçuk, doğal kauçuk, yapay kauçuk veya ikisinin bir karışımının kullanıldığı bir vulkanizasyon işleminin ürünüdür. Formülasyon genellikle çeşitli işlem katkı maddeleriyle birlikte yaklaşık %3 kükürtten oluşur. Bir malzeme olarak kauçuk, yüksek elastikiyeti ve kimyasal maddelerin zararlı etkilerine karşı önemli direnciyle karakterize edilir.

Doğal kauçuk

Kauçuğun ana hammaddesi, yapısal olarak cis-1,4 poliizopren olan doğal kauçuktur . Birçok bitkide lateks formunda bulunur; lateks, dağılmış fazın esas olarak doğal kauçuk ve dağılma ortamının su olduğu kolloidal bir sistemdir . Bu bileşenlere ek olarak, lateks ayrıca yağ asitleri, lipitler, karbonhidratlar ve mineraller içerir. Farklı kaynaklardan gelen lateksler, bireysel bileşenlerin 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 kauçukların üretiminde bir ara ürün veya son ürün olabilir.

Sentetik kauçuklar

Bu grup kimyasal sentezle elde edilen tüm kauçukları içerir. Sentetik kauçukların dünya 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, lastikler ve iç lastiklerin en büyük payı oluşturduğu – küresel üretimin yaklaşık %60’ı – çeşitli ürün türlerinin üretimini içerir. Bunun %60’ı binek otomobil ve hafif kamyon lastiklerinden ve yaklaşık %26’sı kamyon lastiklerinden oluşur. Diğer uygulamalar şunlardır: kauçuk hortumlar, konveyör bantları, ayakkabılar, teknik ürünler, ıslatılmış ürünler (tek kullanımlık eldivenler), kauçuk destekli tekstiller ve yapıştırıcılar. Kauçuğun özellikleri, kauçuk bileşiğinde kullanılan bileşenlerin türüne ve miktarına bağlıdır. Kauçuk bileşiğinin bileşenlerini uygun şekilde seçerek, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip kauçuk elde edilebilir. Karışımın bileşenlerinin seçimi, aşağıdakileri içeren uygun özelliklere sahip bir bitmiş ürün elde etmek için gerçekleştirilir:

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

Kauçuk bileşik bileşenleri

Kauçuk bileşiği, kauçuk 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, bu tür kauçuktan elde edilen kauçuk ürünleri pratikte kullanılamaz olduğundan, sentetik kauçuklar söz konusu olduğunda özel bir rol oynar. Bunun nedeni, doğal kauçuğa kıyasla çok düşük mekanik mukavemettir. Kauçuk endüstrisindeki en yaygın dolgu maddesi, petrol veya gazın eksik yanmasının, termal ayrışma ve karbon salınımı ile birleşmesinin ürünü olan karbon siyahıdır. Aktif ve yarı aktif karbon siyahları en yaygın kullanılanlardır. Yüksek Aşınma Fırını ve Orta Süper Aşınma 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, vulkanize edici sistemin hızlandırıcılarının parçacıklarının güçlü adsorpsiyonu gibi özelliklere sahiptir. Bu nedenle, silika ile birlikte aktivatörler (Poliglikoller) ve bağlayıcı maddeler kullanmak gerekir. PCC Grubu, Polikol ticari adı altında kauçuk endüstrisine adanmış bir dizi polioksietilen glikol (PEG) sunmaktadır. Özel ürünler arasında Polikol 1500 Flakes , Polikol 4500 Flakes , Polikol 6000 Flakes ve Polikol 8000 Flakes bulunur. Ürünler pul formunda, ancak toz veya pastil formunda da olabilir.

• Plastikleştiriciler – kauçuk bileşiğinin işlenmesini kolaylaştırmak için yeterli akışkanlığı sağlar. Ayrıca vulkanize edilmemiş ve vulkanize bileşiklerin mekanik özelliklerini etkiler. Kauçuk türüne bağlı olarak sentetik kökenli plastikleştiriciler (ftalatlar, tereftalatlar) ve ham petrol işlemeyle elde edilenler (mineral yağlar: parafinik, naftenik, aromatik) kullanılır. PCC Group, alev geciktirici işlevi olan Roflex serisinde bir dizi özel plastikleştiriciye sahiptir. Yangına müdahalede en etkili olanlar arasında Roflex 50 / Roflex 65 veRoflex T70 bulunur. Düşük sıcaklıklarda plastikleştirme, Roflex T45 tarafından etkili bir şekilde sağlanır. Daha yüksek viskoziteli özel formülasyonlar ve insan ve çevreye duyarlı uygulamalar için Roflex T70L özel olarak tasarlanmıştır. Roflex serisindeki plastikleştiriciler, bitmiş ürüne mükemmel mekanik özellikler sağlamak 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 plastikleştiriciler serisiyle birlikte kullanılması, kauçuk ürünlerinin yanıcılık profilini iyileştirmek için sinerjik bir etki olasılığı sunar.

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

• Diğer katkı maddeleri – bu, kauçuk bileşiklerinin belirli özelliklerini değiştiren büyük bir katkı maddesi grubudur. Antioksidanlar, anti-ozonantlar, koruyucu mumlar veya boyalar ve pigmentler kullanılır. Antioksidanlar grubu arasında, işleme sıcaklıklarında ayrışma eğiliminde olan karışımlar için kullanılan termal stabilizatörler ayırt edilebilir. PCC Group’un ürün yelpazesinde bu tür bir dizi ürün bulunur – Rostabil serisi . Bu katkı maddeleri antioksidan özelliklere sahiptir ve ayrıca termal stabilizatörler olarak da işlev görebilir, 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, dahili olarak uygulandığında, ürünün yüzeyine göç eder ve burada atmosferik nemle etkileşime girerek yüzey direncini azaltır ve statik yükün uzun bir süre boyunca dağılmasını sağlar.