Vulkanizasyon

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Şuraya atla: kullan, ara
Araba lastiği kaplaması yapılan bir Vulkanizasyon atölyesi.

Vulkanizasyon 1839’da Charles Goodyear tarafından kefşedilen bir kimyasal-teknik yöntemidir. Bu yöntem kauçuğun yada benzer polimerlerin, kükürt veya diğer eşdeğer kürkürtleyicilerin ilavesiyle daha dayanıklı malzemelere dönüştürülmesi işlemidir.

Yöntemi[değiştir | kaynağı değiştir]

Kükürt ile (n = 0, 1, 2, 3 ...) vulkanizasyona girmiş iki poliizopren zincirinin (Mavi veYeşil ile gösterilmiş kısımlar) şematik sunumu ve Sülfür köprüleriyle bağlantıları.

Vulkanizasyon’da işlemi için ham kauçuk, Kükürt yada bileşiminde Kükürt ihtiva den Dikükürt klorid kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra tepkimenin hızını artırmak için katalisatör olarak 2-Merkapto benzo tiyazol yada Tetra methil thiuram disulfid kullanılmaktadır. Aynı zamanda başka alternatif katalisatörler olan Çinkoksit ve yağ asitleride bu yöntemde kullanılmaktadır. Bu kimyasal maddeler dolgu maddesi ile beraber ısıtılır.[1] Günümüzde bu işlemde genel itibarıyla % 1,8 -2,5 arasında kükürt kullanılır[2] ve bunun yanısıra bu işlemin yapıldığı sıcaklığada dikkat etmelidir. Bu yöntemde işlemin sorunsuzca yürümesi için sıcaklık 120 bis 160 °C arısında olmalıdır. Burada uzun zincirlere sahip Kaukçuk mölekülleri kükürtün oluşturduğu köprüler diğer bir değişle Sülfür köprüleri sayesine ağ oluştururlar. Bu işlemle kauçukun, sahip olduğu plastiğe benzeyen özelliklerini kaybeder. Örneğim kullanılan kauçuk karışımı bu işlemin orta safhalarında plastik özelliğini kaybederek daha esnek bir hale gelir ve elastimsi özellikler kazanır.[3]

Bu yöntemle üretilen lastiklerde kullanılan materiyale göre daha uzun süreli özellikler göstermektedirler. Örneğim bu kimyasal reyaksiyon sonucunda ortaya çıkan madde parçalanmalara karşı daha dyanıklı, daha esnek ve olumsuz hava şartlarına karşı daha direnişlidir. Bunu yanında fiziksel etkiler karşısında ve çok dayanıklı olup bu etkilerin ortadan kalması sonucunda önceki hallerine geri dönerler.

Bu maddelerin esnekliği üretim esnasında oluşan kükürt köprülerine bağldır. Üretim esnasında ne kadar kükürt köprüsü oluşmuşsa oluşan madde okadar esnek olur. Bu yüzden üretilen maddenin esnekliği dolaylı olarak üretim esnasında kullanılan kükürtün miktarına ve vulkanizasyon işleminin uygulanma süresine bağlıdır.

Bu lastiğin eskimesiyle Sülfür köprüleri yerine Oksijen köprüleri alır. Eskimeyle oluşanbu değişiklikleri ürünün yapısında ki gözle görülebilen değişiklerle de gözlenebilir. Eskimiş lastik yüzeyinde gözenekler gözükür ve hasas olur.

Vulkanizasyonda kullanılan kükürt köprüleri oluşturma gibi kılasik yöntemlerin yanı sıra başka metodlarda kullanışmaktdır. Burada kauçuk möleküleri arasında bağlantılar sağlamak üzere Peroksitler, Metaloksikler yada enerjice zengin olan Işınımlar kullanılmaktadır. Vulkanizasyon işleminin kükürtle yapılanı kullanılan maddenin, burda kauçukun, yapısında çift bağların bulunmasıyla mümkündür. Bazı kauçuk türlerinin yapılarında çift bağ bulunmadığından dolayı kükürtle volkanizasyon işlemine tabi tutulması mümkün değildir.Bu yüzden bu tür kauçuklarda vulkanizasyonu işlemi sırasında kükürt yerine Metaloksitler kullanılmaktadır. Buna örnek olarak daha çok otomobil sektöründe yalıtım için kullanılan ve bir tür sentetik madde olan Kloropren Kauçuk’u gösterebiliriz. Dibutilamin gibi maddeler bu yöntemle yapılan vulkanizasyon işlemlerin hızını artırıcı özelliğine sahiptirler. Bunun yanında vulkanizasyon işleminin aşamaları Vulkanmeter denilen ölçü aracılığıya tes edilip görsel olarak belgelendirilebilir.

Kloropren Kauçukların volkanizasyon işleminde daha çok MgO, ZnO ve baznde PbO gibi Metaloksitler kullanılmaktadır. Buna ek olarak bu işlem esnsdında kullanılan diğer maddeler ortamın ısısına etki etmektedir, ki bu işlemde sıcaklık kauçuk moleküllerinin bağlantılar oluşturabilmesi için önemlidir. Buyüzden burada kullanılan maddler tepkimenin hızını artıracak olan katalisatörler için belirleyici olmaktadır. Bundan dolayı Kloropren Kauçuk volaknizasyonlarında eğer katışaltırma yapılacak ise geleneksel hızlandırıcılar kullanılması katılaştırma işlemi sırasında sorun çıkarır. Işte butür olumsuz etkilerin önüne geçmek için bu tür vokanizasyon işlemlerinde ETU olarak kısaltılan Etilen tiyoüre kullanılmaktadır. Bu madde Polikloropren gibi maddlerin sertleşmesinde kullanılan en iyi madde olamsına rağmen, insanların üreme sistemi üzerindeki olumsuz etki yapan maddeler kategorisini alınmıştır. Buyüzden Avrupadaki Kauçuk alanında faliyet gösteren Firmalar daha güvenilir ve bu maddeye altermatif olabilecek maddler bulmak için çeşitli araştıma projelerinin başlatılamsına öncü olmuşlardır.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ M. D. Lechner, K. Gehrke und E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie, 4. Auflage, Birkhäuser Verlag, 2010, S. 485, ISBN 978-3-7643-8890-4.
  2. ^ Karlheinz Biederbick: Kunststoffe, Vogel-Verlag, 4. Auflage, 1977, S. 82, ISBN 3-8023-0010-6.
  3. ^ Joachim Buddrus: Grundlagen der Organischen Chemie, Walter de Gruyter Verlag, Berlin, 4. Auflage, 2011, S. 897, ISBN 978-3-11-024894-4.