Pin
Send
Share
Send


Silgi Sütlü, kolloidal bir süspansiyon olarak bilinen elastik, hidrokarbon bir polimerdir. lateks) çeşitli bitkilerin saplarında. Kauçuk ayrıca sentetik olarak da üretilebilir.

Maalesef, kauçuğun tarihinin de karanlık bir tarafı vardır. Yaklaşık yüz yıl önce, Kongo Özgür Devleti'nde milyonlarca Afrikalı, kauçuk ve kauçuk karları arzusunun bir sonucu olarak öldü.

Kaynaklar

Kauçuk oluşturmak için kullanılan doğal latekslerin ana ticari kaynağı Para kauçuk ağacıdır, Hevea brasiliensis (Euphorbiaceae). Bu, büyük ölçüde, daha fazla lateks üreterek yaralamaya tepki vermesi nedeniyledir. 1876'da Henry Wickham, bu bitkinin binlerce tohumunu Brezilya'dan topladı ve İngiltere, Kew Bahçelerinde çimlendi. Fideler daha sonra Kolombo, Endonezya, Singapur ve İngiliz Malaya'ya gönderildi. Malaya daha sonra en büyük lastik üreticisi oldu.

Lateks içeren diğer bitkiler arasında incir (Ficus elastica), sütleğen ve ortak karahindiba. Bunlar ana kauçuk kaynakları olmamasına rağmen, Almanya bu kaynakları II. Dünya Savaşı sırasında kauçuk malzemelerinden kesildiğinde kullanmaya çalıştı. Bu girişimler daha sonra sentetik kauçuğun geliştirilmesi ile desteklenmiştir. Yoğunluğu yaklaşık 920 kilogram / metre3.

Kauçuk koleksiyonu

Sri Lanka'da (Ceylon) kauçuk hasat sürecinde olan bir kadın

Hindistan cevizinin bolca yetişdiği Kerala gibi yerlerde, hindistancevizi kabuğunun yarısı lateksi toplamak için bir kap olarak kullanılır. Kabuklar, kısa ve keskin bir çubukla ağaca tutturulur ve lateks gece boyunca içine damlar. Bu genellikle kabuğun yarısı dörtte üçüne kadar lateks üretir. Birden fazla ağaçtan gelen lateks daha sonra düz tavalara dökülür ve bu, pıhtılaştırıcı olarak görev yapan formik asitle karıştırılır. Birkaç saat sonra, çok ıslak kauçuk tabakaları bir prize sokularak sıkılır, sonra vulkanizasyon ve daha fazla işlem yapılan fabrikalara gönderilir.

Mevcut kauçuk kaynakları

Bugün Asya, doğal kauçuğun ana kaynağıdır. Günümüzde kullanılan kauçuğun yarısından fazlası sentetik olmakla birlikte, yılda birkaç milyon ton doğal kauçuk hala üretilmektedir ve otomotiv ve askeri de dahil olmak üzere bazı endüstriler için hala gereklidir.

Hipoalerjenik kauçuk guayule'den yapılabilir.

Doğal kauçuk genellikle vulkanize edilir, bu, kauçuğun ısıtıldığı ve kükürt, peroksit veya bisfenolün, esnekliği ve elastikiyeti arttırmak ve bozulmasını önlemek için ilave edildiği bir işlemdir. Vulkanizasyon, 1830'lardan itibaren kauçuğun dayanıklılığını ve kullanımını büyük ölçüde artırdı. Vulkanizasyonun başarılı gelişimi, Charles Goodyear ile yakından ilişkilidir. Karbon karası, özellikle araç lastiklerinde, gücünü artırmak için kauçuğa bir katkı maddesi olarak kullanılır.

Tarihçe

Orta Amerika ve Güney Amerika’nın kendi bölgelerinde, kauçuk uzun süredir toplanmıştır. Meso-amerikan medeniyetleri, çoğunlukla olarak bilinen bitki türlerinden kauçuk kullandılar. Castilla elastica. Eski Meso-amerikalıların lastik topları kullanan bir top oyunu vardı ve birkaç Kolomb öncesi lastik top bulundu (her zaman tatlı su altında sular altında kalmış olan siteler), en erken yaklaşık 1600 B.C.E. Bernal Díaz del Castillo'ya göre, İspanyol fetihleri, Aztekler'in lastik toplarının şiddetli sıçramasıyla şaşırttı ve topların kötü ruhlar tarafından büyülenip etkilenmediğini merak ettiler. Maya ayrıca ayaklarını lateks karışımına sokarak bir tür geçici lastik ayakkabı yaptı.

Kauçuk, taş ve metal aletleri ahşap tutamaçlara tutturma şeritleri ve alet tutamaçları için dolgu malzemesi gibi diğer çeşitli bağlamlarda da kullanılmıştır. Eski Meso-amerikalılar vulkanizasyon hakkında bir şey bilmese de, kauçukun benzer sonuçlarla işlenmesi için organik yöntemler geliştirmişlerdi, ham lateksi diğer özlerin çeşitli özleri ve sularıyla karıştırdılar. Ipomoea alba, sabah zafer bir tür. Brezilya'da, yerliler suya dayanıklı bir bez yapmak için lastik kullanımını anladılar. Bir öykü, Brezilya'dan Portekiz'e ilk kez su itici, kauçuklu kumaş numuneleriyle geri dönen Avrupalıların, insanları büyücülük suçlamasıyla mahkemeye getirdiği için şok ettiğini söylüyor.

İngiltere'deki kauçuğa ilk referans, Joseph Priestley'in kağıda kurşun kalem izlerini sürmek için çok iyi bir malzeme olduğunu, dolayısıyla "lastik" adını verdiğini gördüğünde, 1770 yılında görünmektedir. Aynı dönemde Edward Nairne, Londra'daki 20 Cornhill'deki dükkanından doğal kauçuk küpleri satmaya başladı. Silgi anlamına gelen küpler, yarım inç küp başına üç şilin şaşırtıcı derecede yüksek fiyatı için satıldı.

Para kauçuk ağacı ilk olarak, on dokuzuncu yüzyılın büyük bir kısmında tüketilen sınırlı miktarda lateks kauçuğunun ana kaynağı olduğu Güney Amerika'da büyüdü. Yaklaşık yüz yıl önce, Afrika'daki Kongo Özgür Devlet, çoğunlukla zorunlu çalışma tarafından toplanan önemli bir doğal kauçuk lateks kaynağıydı. Kongo Özgür Devleti, Belçika Kralı Leopold II tarafından kişisel bir sömürge olarak oluşturuldu ve yönetildi. Kauçuk ve lastik kârına duyulan şehvetin bir sonucu olarak, milyonlarca Afrikalı öldü. Tekrarlanan çabaların ardından, günümüzde yaygın şekilde yetiştirildiği Güneydoğu Asya'da kauçuk başarıyla yetiştirildi.

Ondokuzuncu yüzyılın ortalarında kauçuk bir yenilik malzemesiydi, ancak endüstriyel dünyada pek bir uygulama bulamadı. Önce silgiler, daha sonra tüpleri bağlamak ve tıbbi gazları solumak için tıbbi cihazlar olarak kullanıldı. Kauçuğun eter içinde çözülebilir olduğu keşfiyle, özellikle ayakkabılar için su geçirmez kaplamalarda uygulamalar buldu ve kısa süre sonra kauçuklaştırılmış Mackintosh montu çok popüler oldu.

Bununla birlikte, bu uygulamaların çoğu küçük hacimlerde yapıldı ve malzeme uzun sürmedi. Bu ciddi uygulama eksikliğinin nedeni, malzemenin dayanıklı olmaması, yapışkan olması ve çoğu zaman çürümesi ve kötü kokmasıydı çünkü tedavi edilmemiş halde kaldı.

Kimyasal ve fiziksel özellikler

Kauçuk eşsiz fiziksel ve kimyasal özellikler gösterir.

Birkaç doğal ürün safsızlığının yanı sıra, doğal kauçuk esasen bir hidrokarbon dien monomeri olan izopren birimlerinin bir polimeridir. Sentetik kauçuk, bir izopren polimeri veya diğer çeşitli monomerlerden yapılabilir. Kauçuğun, 1770 yılında kurutulmuş lateksin kalem izlerini sürdüğünü keşfeden Joseph Priestley tarafından seçildiğine inanılıyor. Doğal kauçuğun malzeme özellikleri onu bir elastomer ve bir termoplastik yapar.

Kauçuğun stres-gerilme davranışı Mullins etkisini, Payne etkisini gösterir ve genellikle hiperelastik olarak modellenir.

Kauçuk neden esnekliğe sahiptir?

Yaylarda kullanılan metaller gibi çoğu elastik malzemede elastik davranış, bağ bozmalarından kaynaklanır. Stres uygulandığında, bağ uzunlukları (minimum enerji) dengeden sapar ve gerilme enerjisi elektrostatik olarak depolanır. Kauçuk genellikle aynı şekilde davrandığı varsayılmaktadır, ancak bunun kötü bir tanım olduğu ortaya çıkmıştır. Kauçuk meraklı bir malzemedir, çünkü metallerin aksine gerilme enerjisi elektrostatik olduğu kadar termal olarak da depolanır.

Gevşemiş halindeki kauçuğunda, birkaç noktada birbirine bağlanmış uzun, kıvrılmış polimer zincirlerden oluşur. Bir çift bağlantı arasında her monomer, komşusu etrafında serbestçe dönebilir. Bu, bir çift sabit noktaya tutturulmuş çok gevşek bir ip gibi, çok sayıda geometri varsaymak için zincir boşluğunun her bir bölümünü verir. Oda sıcaklığında kauçuk, yeterli kinetik enerji depolar, böylece zincirin her bir kısmı, yukarıdaki ip parçası gibi şiddetli bir şekilde çalkalanır gibi düzensiz salınır.

Kauçuk gerildiğinde "gevşek ip parçaları" gergindir ve bundan dolayı salınım yapamazlar. Kinetik enerjileri aşırı ısı olarak verilir. Bu nedenle, rahatlamadan gerilmiş duruma geçerken entropi azalır ve rahatlama sırasında artar. Entropindeki bu değişiklik, zincirin sıkı bir bölümünün, belirli bir sıcaklıkta (nb. Entropi, S = k * ln (W olarak tanımlanır) tanımlandığı gibi, zincirin gevşek bir bölümünden daha az yolla (W) katlanabilmesiyle de açıklanabilir. )). Böylece gerilmiş bir lastik bandın gevşemesi, entropinin artmasıyla tahrik edilir ve yaşanan kuvvet elektrostatik değildir, bunun yerine kinetik enerjiye dönüştürülen malzemenin termal enerjisinin bir sonucudur. Kauçuk gevşemesi endotermiktir. Malzeme kasılma sırasında adyabatik soğumaya uğrar. Kauçuğun bu özelliği dudaklarınıza gerilmiş bir lastik bant tutularak ve gevşetilerek kolayca doğrulanabilir.

Bir lastik bandın gerilmesi, bazı şekillerde ideal gazın sıkıştırılmasına eşdeğerdir ve genleşmesine eşdeğer bir gevşemedir. Sıkıştırılmış bir gazın ayrıca örneğin şişirilmiş bir otomobil lastiği içinde "elastik" özellikler gösterdiğine dikkat edin. Gerilmenin kompresyona eşdeğer olduğu gerçeği bir şekilde karşı sezgisel görünebilir, ancak kauçuğun bir tek boyutlu gaz. Germe, zincirin her bölümü için mevcut "boşluğu" azaltır.

Kauçuğun vulkanizasyonu zincirler arasında daha fazla disülfür bağı oluşturur, böylece her bir serbest zincir bölümü kısalır. Sonuç, zincirlerin belirli bir gerginlik uzunluğu için daha hızlı bir şekilde gerilmesidir. Bu, elastik kuvveti sabit tutar ve kauçuğu daha sert ve daha az uzatılabilir hale getirir.

Cam geçiş sıcaklığının altında soğutulduğunda yarı akışkan zincir bölümleri sabit geometrilere "donar" ve lastik geri dönüşümlü olmasına rağmen elastik özelliklerini aniden kaybeder. Bu, çoğu elastomer ile paylaştığı bir özelliktir. Çok soğuk havalarda kauçuk aslında kırılgandır; Vurulduğunda parçalanacak. Bu kritik sıcaklık, kış lastiklerinin normal lastiklerden daha yumuşak bir lastik kullanması nedenidir. Uzay mekiğinin nedenine katkıda bulunan başarısız lastik contalar meydan okuyucu felaketin kritik sıcaklıklarının altında soğuduğu sanılıyordu. Afet alışılmadık derecede soğuk bir günde oldu.

Sentetik kauçuk

Sentetik kauçuk, polimer üretmek için çeşitli monomerlerin polimerizasyonu yoluyla yapılır. Bunlar, polimer bilimi ve kauçuk teknolojisi tarafından kapsanan geniş bir çalışmanın parçası. Bilimsel adı poliizoprendir.

Sentetik kauçuk, bir elastomer görevi gören her türlü yapay olarak üretilmiş polimerik malzemedir. Bir elastomer, çoğu malzemeden daha fazla stres altında çok daha elastik deformasyona maruz kalabilen ve kalıcı deformasyon olmadan yine önceki boyutuna geri dönebilen mekanik (veya malzeme) özelliğine sahip bir malzemedir. Sentetik kauçuk, çoğu durumda, özellikle gelişmiş malzeme özelliklerine ihtiyaç duyulduğunda doğal kauçuk yerine geçer.

Lateksten gelen doğal kauçuk çoğunlukla, içinde az miktarda safsızlık bulunan polimerize izoprendir. Bu, mevcut özelliklerin aralığını sınırlar. Ayrıca, oranlarında sınırlamalar vardır. cis- ve trans doğal lateksi polimerize etme yöntemlerinden kaynaklanan çift bağlar. Bu aynı zamanda, doğal kauçuğun kullanımına açık olan özellikleri de sınırlandırmaktadır, ancak özellikleri geliştirmek için kükürt ve vulkanizasyon ilavesi kullanılmaktadır.

Bununla birlikte, izopren (2-metil-l, 3-bütadien), 1,3-butadien, kloropren (2-kloro-l, 3-butadien) ve izobütilen dahil çeşitli monomerlerin polimerizasyonundan sentetik kauçuk yapılabilir. Çapraz bağlama için küçük bir izopren yüzdesiyle (metilpropen). Ayrıca, bu ve diğer monomerler, çok çeşitli fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikler için kopolimerize edilecek çeşitli oranlarda karıştırılabilir. Monomerler saf üretilebilir ve optimum özelliklerin elde edilmesi için safsızlıkların veya katkı maddelerinin eklenmesi tasarım ile kontrol edilebilir. Saf monomerlerin polimerizasyonu, istenen oranın sağlanması için daha iyi kontrol edilebilir cis- ve trans ikili bağlar.

Yaygın olarak dağıtılan hammaddelerden elde edilen sentetik kauçuğa duyulan acil bir ihtiyaç, 1890'lı yıllardan itibaren motorlu taşıtların ve özellikle de motorlu taşıt lastiklerinin genişletilmiş kullanımından doğmuştur. Doğal kauçuk maliyetindeki büyük dalgalanmalardan kaynaklanan politik problemler, 1921'de Stevenson Yasası'nın yürürlüğe girmesine yol açtı. Bu hareket, esas olarak, üretimi düzenleyerek kauçuk fiyatlarını destekleyen bir kartel yarattı (bakınız OPEC). 1925 itibariyle, doğal kauçuğun fiyatı, DuPont gibi şirketlerin, doğal kauçuğun rekabet edebilecekleri sentetik kauçuğun üretim yöntemlerini araştırdığı noktaya yükseldi. Dupont söz konusu olduğunda, lastiklerde kullanılamayacak kadar pahalı olan sentetik bir kauçuk olan Neopren'in keşfedilmesine yol açmasına karşın, doğal kauçuk için uygun olmayan uygulamalarda kauçuğun kullanılmasını mümkün kılan bazı arzulanan özelliklere sahiptir. .

Vulkanizasyon

Vulkanizasyon veya kauçuğun kürlenmesi, tek tek polimer moleküllerin atomik köprülerle diğer polimer moleküllere bağlandığı kimyasal bir işlemdir. Sonuç, yaylı kauçuk moleküllerinin daha büyük veya daha az ölçüde çapraz bağlanmasıdır. Bu, dökme malzemeyi daha sert, çok daha dayanıklı ve kimyasal saldırılara karşı daha dirençli hale getirir. Aynı zamanda malzemenin yüzeyini daha pürüzsüzleştirir ve metal veya plastik kimyasal katalizörlere yapışmasını önler. Bu ağır çapraz bağlanmış polimer, zincirler arasında kuvvetli kuvvetlere sahip güçlü kovalent bağlara sahiptir ve bu nedenle çözünmez ve demlenmeyen, termoset yapan bir polimer veya termosettir. Sürecin adı Roma ateş tanrısı Vulcan.

Vulkanizasyon nedeni

Sertleşmemiş doğal kauçuk birkaç gün içinde bozulmaya başlayacak ve yavaş yavaş ıslak parçalanacak bir karmaşaya dönüşecektir. Perdah işlemi kısmen parçalanan proteinlerden (süt proteinlerinin yaptığı gibi) ve ayrıca çift bağlara saldıran oksijen molekülleri nedeniyle havada oksitlenen büyük kauçuk moleküllerinden oluşur.

Yetersiz vulkanize edilmiş kauçuk da yok olabilir, fakat daha yavaşça yok olabilir. Perishing işlemi, uzun süre güneş ışığına ve özellikle ultraviyole radyasyona maruz bırakılarak teşvik edilir.

Açıklama

Vulkanizasyon, genellikle diğer termosetlere benzer şekilde geri dönüşümsüz bir işlem (aşağıya bakınız) olarak kabul edilir ve çoğu modern polimerin davranışını karakterize eden termoplastik işlemlerle (eriyik dondurma işlemi) güçlü bir şekilde kontrastlanması gerekir. Bu geri dönüşü olmayan kür reaksiyonu, kürlenmiş kauçuk bileşimlerini ısıtmada erimeyen termoset materyaller olarak tanımlar ve bunları termoplastik materyaller (polietilen ve polipropilen gibi) sınıfının dışına yerleştirir. Bu, kauçuklar ve termoplastikler arasındaki temel bir farktır ve gerçek dünyadaki uygulamaları, maliyetleri ve arz ve talep ekonomileri için koşulları belirler.

Genellikle, gerçek kimyasal çapraz bağlama kükürt ile yapılır, ancak peroksit bazlı sistemler de dahil olmak üzere başka teknolojiler vardır. Tipik olarak birleşik tedavi paketi silgi Bileşik, hızlandırıcı maddeler ve geciktirici ajanlarla birlikte kürleme ajanının kendisini (sülfür veya peroksit) içerir.

Kauçuk molekülü boyunca, kükürt atomlarına çekici olan birçok bölge vardır. Bunlara kür bölgesi denir. Vulkanizasyon sırasında, sekiz üyeli kükürt halkası, değişen miktarlarda kükürt atomlarıyla daha küçük parçalarda parçalanır. Bu parçalar oldukça reaktif. Kauçuk molekülü üzerindeki her kür bölgesinde, bir veya daha fazla kükürt atomu bağlanabilir ve oradan bir başka kükürt zinciri, sonunda başka bir kauçuk molekülü üzerinde bir kürlenme alanına ulaşana kadar büyüyebilir. Bu kükürt köprüleri tipik olarak iki ila on atom uzunluğundadır. Bunu, karbon omurgasının uzunluğu boyunca binlerce atom birimi olduğu tipik polimer molekülleri ile karşılaştırınız. Bir kükürt çapraz bağındaki kükürt atomlarının sayısı, son kauçuk eşyanın fiziksel özellikleri üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Kısa kükürt çapraz bağları, çapraz bağda sadece bir veya iki kükürt atomuyla kauçuğa çok iyi bir ısı direnci sağlar. Altı veya yedi taneye kadar daha fazla sayıda kükürt atomuna sahip çapraz bağlar, kauçuğa çok iyi dinamik özellikler verir, ancak daha düşük ısı direnci ile. Dinamik özellikler, lastik eşyanın hareketlerini, örneğin koşan bir lastiğin bir yan duvarının hareketini bükmek için önemlidir. İyi esneme özellikleri olmadan, bu hareketler hızlı bir şekilde çatlak oluşumuna ve nihayetinde kauçuk malzemenin bozulmasına yol açacaktır. Çok esnektir ve suya dayanıklıdır.

Goodyear'ın katkısı

Ders kitaplarının çoğunda Charles Goodyear'ın (1800-1860) ilk olarak vulkanize etmek için kükürt kullanması silgi. Ancak bugün antik Mesoamerikalıların 1600 B.C.E'de aynı sonuçları elde ettiğini biliyoruz. 1.

Ne okuduğuna bağlı olarak, Goodyear hikayesi ya saf şans ya da dikkatli bir araştırma. Goodyear, bunun ikincisi olduğuna dair ısrar ediyor, ancak birçok çağdaş hesap eskisini gösteriyor.

Goodyear, 1839'da kükürt bazlı vulkanizasyonu keşfettiğini, ancak 15 Haziran 1844'e kadar buluşu patentlemediğini ve keşif hikayesini 1853'e kadar otobiyografik kitabında yazmadığını iddia etti. Sakız-Elastica. Bu arada, bir bilim adamı ve mühendis olan Thomas Hancock (1786-1865), Goodyear'ın kendi İngiltere patent başvurusunda bulunmasından sekiz hafta önce, 21 Kasım 1843 tarihinde İngiltere'deki süreci patenti aldı.

Goodyear Tire ve Rubber Company, kauçuk endüstrisindeki faaliyetleri nedeniyle Goodyear adını benimsemiştir, ancak Charles Goodyear ve ailesine başka hiçbir bağlantısı yoktur.

İşte Goodyear'ın icat ettiği, hesaptan alınmış Sakız-Elastica. Her ne kadar kitap bir otobiyografi olsa da, Goodyear üçüncü kişiye yazmayı seçti, böylece metinde belirtilen “mucit” ve “o” aslında yazar. Sahneyi bir silgi kardeşinin çalıştığı fabrika:

… Buluş sahibi, postanın ve diğer eşyaların içinde parçalanan aynı bileşik üzerindeki ısının etkisini belirlemek için bazı deneyler yaptı. Dikkatsizce deri gibi kömürleşmiş sıcak bir soba ile temas ettirilmiş olan numunenin bulunmasına şaşırdı.

Goodyear, kardeşinin ve tesisteki çözünmüş kauçuğun davranışına aşina olan diğer işçilerinin dikkatini nasıl çekmeye çalıştığını anlatmaya devam ediyor, ancak ilgisinin değersiz olduğunu itiraz ettiler; Bazı garip deneyler yüzünden onlara yaptığı temyiz başvurusunda bulundu. Goodyear, çözünmüş kauçuğun genellikle aşırı ısıtıldığında erimiş olduğunu söylemeye çalıştığını iddia ediyor, ancak hala onu görmezden geldiler.

Doğrudan doldurma işleminin doğru noktada durdurulabilmesi halinde, doğal yapışkanlığının sakızını baştan sona çıkarabileceğini ve bunun da doğal sakıztan daha iyi olacağını açıkladı. Isı ile daha fazla denemenin ardından, Hindistan çıkıntısının kaynayan kükürtte hiç bu kadar büyük olan herhangi bir sıcaklıkta eritilemediğini, ancak her zaman kömürleşmiş halde bulunduğunu tespit ederek bu çıkarımın doğruluğuna daha da ikna oldu. Açık ateş öncesi benzer bir kumaşı ısıtmak için başka bir deneme yaptı. Aynı etki, cikleti doldurmanın etkisi; Ancak, istenen sonucun üretilmesinde başarıya ilişkin daha başka ve çok tatmin edici göstergeler vardı, çünkü kömürleşmiş kısmın kenarı, kömürlenmemiş, ancak mükemmel bir şekilde kürlenmiş bir çizgi veya kenarlık ortaya çıkardı.

Goodyear daha sonra Woburn, Massachusetts'e nasıl geçtiğini ve kauçuğu kürlemek için doğru koşulları bulmak için bir dizi sistematik deney yaptı.

… Araştırmasının amacını ve çok daha fazlasını bulduğuna ve yeni maddenin soğuğa ve doğal sakızın çözücüsüne karşı kanıtı olduğuna dair kesin olarak belirlediğinde, kendisini geçmiş için fazlasıyla ödediğini ve kendisiyle oldukça ilgisiz olduğunu hissetti. geleceğin denemeleri.

Goodyear, icadından asla para kazanamadı. Para toplamak için tüm ailesinin mallarını rehin verdi, ancak 1 Temmuz 1860'ta 200.000 doların üzerinde borçla öldü.

Daha sonraki gelişmeler

Gerçek tarih ne olursa olsun, kauçuk-kükürt reaksiyonunun keşfi, kauçuk kullanımında ve uygulamalarında devrim yarattı ve endüstriyel dünyanın yüzünü değiştirdi.

O zamana kadar, dönen bir makine üzerinde küçük bir boşluğu kapatmanın ya da o makineye güç vermek için kullanılan yakıtın (genellikle buharı) bir silindirde sızdırmazlığını sağlamak için tek yol, deriye batırılmış deri kullanmaktı. Yağda Bu, ılımlı basınçlara kadar kabul edilebilirdi, ancak belirli bir noktanın üzerinde, makine tasarımcıları, derinin daha sıkı bir şekilde ambalajlanmasıyla oluşan ekstra sürtünme arasında veya değerli buhardan daha fazla sızıntıyla karşılaşmak zorunda kaldı.

Vulkanize kauçuk ideal çözümü sundu. Vulkanize kauçuk ile mühendisler, kesin şekil ve boyutlarda biçimlendirilebilen ve şekillendirilebilen ve yük altında orta ila büyük deformasyonları kabul eden ve yük kaldırıldıktan hemen sonra orijinal boyutlarına hızla geri getirilebilecek bir malzemeye sahipti. Bunlar, iyi dayanıklılık ve yapışkanlık eksikliği ile birlikte, etkili bir sızdırmazlık malzemesi için kritik öneme sahiptir.

Kauçuğun işlenmesi ve birleştirilmesinde başka deneyler, çoğunlukla İngiltere'de Hancock ve meslektaşları tarafından yapılmıştır. Bunlar daha tekrarlanabilir ve istikrarlı bir sürece yol açtı.

Bununla birlikte, 1905'te, George Oenslager, tiyokarbanilit adı verilen bir anilin türevinin, lastik üzerindeki kükürt etkisini hızlandırarak çok daha kısa kürlenme sürelerine ve enerji tüketimini azalttığını keşfetti. Bu çalışma, daha az tanınmış olmasına rağmen, neredeyse silgi endüstrisi, kükürt ilacını keşfetmede Goodyear'ınki gibi. Hızlandırıcılar kür işlemini çok daha güvenilir ve tekrarlanabilir hale getirmiştir. Bulunmasından bir yıl sonra, Oenslager katkı maddesi için yüzlerce potansiyel uygulama bulmuştu.

Böylece hızlandırıcılar ve geciktiriciler bilimi doğdu. Bir hızlandırıcı kür reaksiyonunu hızlandırırken, bir geciktirici geciktirir. Sonraki yüzyılda, çeşitli kimyagerler, reaksiyonu çok hızlı yapan ve modern lastik ürünlerin çoğunu yapmak için kullanılan diğer hızlandırıcıları ve ultra hızlandırıcıları geliştirdiler.

Vulkanizasyon

Kauçuk endüstrisi, yıllardır kauçuğun devulkanizasyonunu araştırmaktadır. Kauçuğun geri dönüştürülmesindeki ana zorluk, kauçuğun istenen özelliklerinden ödün vermeden devulkanize edilmesi olmuştur. Devulkanizasyon işlemi, kauçuğun yeniden kullanılmasını sağlamak için elastik niteliklerini eski haline getirmek amacıyla granül formda ısı ve / veya yumuşatıcı maddeler ile işlenmesini içerir. Birkaç deneysel işlem laboratuvarda farklı derecelerde başarılar elde etmiş, ancak ticari üretim seviyelerine yükseltildiğinde daha az başarılı olmuştur. Aynı zamanda, farklı işlemler farklı devulkanizasyon seviyelerine yol açar: örneğin, çok ince bir granülatın kullanılması ve yüzey devulkanizasyonu üreten bir işlem, geri dönüştürülmemiş kauçuğun istenen niteliklerinden bazılarına sahip bir ürün verecektir.

Kauçuk geri dönüşüm işlemi, atılan lastiklerin toplanması ve parçalanması ile başlar. Bu kauçuğu granüler bir malzemeye indirger ve tüm çelik ve takviye elyafları uzaklaştırılır. İkincil bir öğütmeden sonra, ortaya çıkan kauçuk tozu ürün yeniden üretimi için hazırdır. Bununla birlikte, bu inert malzemeden faydalanabilecek imalat uygulamaları, vulkanizasyon gerektirmeyenlerle sınırlıdır.

Kauçuk geri dönüşüm işleminde, devulkanizasyon, sülfür moleküllerinin kauçuk moleküllerinden çıkarılmasıyla başlar, böylece yeni çapraz bağların oluşumunu kolaylaştırır. İki ana kauçuk geri dönüşüm süreci geliştirilmiştir: değiştirilmiş yağ süreci ve su-yağ işlemi. Bu işlemlerin her birinde, geri kazanılmış kauçuk tozuna, yağ ve bir geri kazanım maddesi ilave edilir; bu, özel ekipmanlarda uzun süre (5-12 saat) yüksek sıcaklık ve basınca tabi tutulur ve ayrıca kapsamlı mekanik son işlemler gerektirir. Bu işlemlerden geri kazanılan kauçuk, değiştirilmiş özelliklere sahiptir ve lastikler de dahil olmak üzere birçok üründe kullanım için uygun değildir. Tipik olarak, bu çeşitli devulkanizasyon işlemleri, önemli devulkanizasyon ile sonuçlanamamış, tutarlı kaliteye ulaşamamış veya engelleyici bir şekilde pahalı olmuştur.

1990'lı yılların ortalarında, Çin'deki Yeniden Kullanılabilir Kaynakların Kullanımı için Guangzhou Araştırma Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, geri dönüştürülmüş kauçuğun geri kazanılması ve devulkanlaştırılması için bir yöntem patenti aldı. Onların teknolojisi, olarak bilinen AMR SüreciDoğal ve sentetik kauçuğunkine yakın ve önemli ölçüde daha düşük bir potansiyel maliyetle tutarlı özelliklere sahip yeni bir polimer ürettiği iddia edilmektedir.

AMR Süreci vulkanize edilmiş kauçuk tozunun moleküler özelliklerini, bir aktivatör, bir modifiye edici ve homojen bir şekilde kauçuk parçacıklarıyla reaksiyona giren bir hızlandırıcı kullanımıyla birlikte kullanır. Karıştırma işleminde meydana gelen kimyasal reaksiyon, kükürt moleküllerinin bağlanmasını kolaylaştırır, böylece doğal ya da sentetik kauçuğun karakteristiklerini yeniden yaratır. Bir karıştırıcıda geri dönüşümlü kauçuk tozuna yaklaşık beş dakika süreyle bir kimyasal katkı maddesi karışımı eklenir, ardından toz bir soğutma işleminden geçer ve daha sonra paketleme için hazır hale gelir. Sürecin savunucuları ayrıca sürecin toksin, yan ürün veya kirletici madde salmadığını iddia ediyorlar. Yeniden aktif hale getirilmiş kauçuk daha sonra spesifik gereklilikleri karşılamak için birleştirilebilir ve işlenebilir.

Şu anda AMR Süreci için Kuzey Amerika lisansına sahip Rebound Rubber Corp., Dayton, Ohio'da bir kauçuk işleme tesisi ve araştırma / kalite kontrol laboratuvarı kurdu. Tesis, gösteri bazında veya küçük ticari seviyelerde üretim gerçekleştirmektedir. Ohio fabrikasından geri dönüştürülmüş kauçuk şu anda fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemek için bağımsız bir laboratuvar tarafından test edilmektedir.

AMR Süreci başarılı olsun veya olmasın, yeni ham kauçuk veya eşdeğeri pazarı, her yıl 10 milyar liradan fazla (yaklaşık 4.5 milyon ton) kullanan Kuzey Amerika ile birlikte muazzam bir seviyede kalıyor. Otomobil endüstrisi, yeni kauçuğun yaklaşık yüzde 79'unu ve sentetik kauçuğun yüzde 57'sini tüketiyor. Bugüne kadar, geri dönüştürülmüş kauçuk, büyük ölçüde istenen özelliklere ulaşılmadığı için, önemli miktarlarda yeni veya sentetik kauçuk yerine kullanılmamıştır. Kullanılmış lastikler, kauçuktan üretilen atık ürünlerden en çok görünenleridir; Sadece Kuzey Amerika’nın yılda yaklaşık 300 milyon atık lastik ürettiği tahmin ediliyor, bunun yarısı zaten büyük olan stoklara eklendi. Herhangi bir yeni üründe atık kauçuğun yüzde 10'undan daha azının kullanıldığı tahmin edilmektedir. Ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa Birliği, Doğu Avrupa, Latin Amerika, Japonya ve Orta Doğu, Avrupa'da yaklaşık üç milyar, Kuzey Amerika'da ise altı milyar birikmiş olarak yılda yaklaşık bir milyar lastik üretiyor.

Kullanımları

Kauçuğun birçok kullanımı vardır. Endüstriyel kullanımların çoğu, dengeleyici burçlar, sıçrayan tamponlar ve motor montajları gibi otomotiv bileşenlerinde kullanılan titreşim kontrolü ve sönümlemesidir. Kauçuk ayrıca kilitleme ekipmanından gelen darbeleri azaltmak ve contalar oluşturmak için de kullanılır. Lastik, araçlarda lastiklerde de kullanılır.

Ayrıca bakınız

  • Lateks
  • Kimyasal sentezi
  • Lastik

Dış bağlantılar

Tüm bağlantılar 31 Ağustos 2019'da alındı.

Pin
Send
Share
Send