Kauçuk Nedir? Üretimi Hazırlanması ve Kullanımı

Bazı bitkilerin özsuyu olan lateksin (doğal kauçuk) ya da etilen veya dietil hidrokarbürlerin (yapay kauçuk) iş­lenmesiyle elde edilen esnek madde. Kauçuk adı Yukarı Amazon bölgesin­deki Kızılderililer tarafından çok es­ki zamanlardan beri bir kauçuk ağa­cı (Hevea) çeşidinden elde ettikleri maddeye verilen yerel bir addan alınmıştır.

1525’e doğru bazı yazarların (Sahagun, Pietro Martire di Anghiera) sö­zünü ettikleri kauçuğun özellikleri, an­cak XVIII. yy’da anlaşılmaya başlan­dı. 1736’da Charles-Marie de la Condamine, Peru’da görevli olduğu sırâda Paris Bilimler Akademisi’ne bazı “Kauşu” örnekleri gönderdi. Fresneau.l 74 7’de,Guyana’da Hevea bitki­sinden çıkarılan bir maddeyi, elde et­me biçimini (oluk açma) ve dumanla pıhtılaşmayı belirleyerek topladı. Hevea guyanensis, Aublet tarafından 1762’de saptanarak özellikleri belir­lendi, daha sonra Asya ve Afrika ka­uçukları bulundu. 1770’te Priestley kauçuğun kalem izlerini silme özelli­ğini gözlemledi.

Kauçuğun özelliklerinden XIX. yy’a kadar yeterince yararlamlamadı: Ma­cintosh tarafından 1823’te Londra ya­kınlarında ilk fabrika kurularak su ge­çirmez kumaş sanayisi oluşturuldu. Bu sanayi 1828’de Fransa’da kuruldu. Daha sonra buluşların sayısı artarak birbirini izledi. 1840’ta bu alanda ger­çek bir sanayi devrimi oldu: Charles Goodyear A.B.D’nde sıcak kükürtle iş­leme olayım buldu; böylece sıcağa da­yanıklı olan ve soğukta esnekliğini yi­tirmeyen bir kauçuk elde etti. 1851’de Morey’in sert kauçuk (ebonit) hazırla­ma yöntemini saptamasıysa, kauçu­ğun kullanım alanlarının sayısmı ar­tırdı. XX.yy’m ilk yıllarından başlaya­rak, otomobil alanındaki gelişmeler kauçuk ile onun kimyasal bileşikleri­nin kullanımı bu ürünü önemli bir hammadde durumuna getirdi. 1930’dan sonra Alman I.G. Farbenindustrie şirketi stiren ve akrilonitrilin türevleri olan elastomerlerin yapımı­nı başlattı; bu maddeler Almanya’da İkinci Dünya savaşı sırasında çok sa­yıda üretildi. Kimyasal eriticilere kar­şı dayanıklı esnek bir ürün olan tiokolun üretimi 1928’de başladı; kloropren ve neopren ise 1930’a doğru üre­tilmeye başlandı.

Kauçuk Üretim

Kauçuk çok sayıda bitkinin lateksi içinde bulunur ama bu bitkilerin yal­nızca birkaçı kullandır. Sanayi kauçu­ğu sağlayan bitkder, eklemsiz süt da­marlarının bulunduğu ailelerdendir. Bu bitkderde büyük ve çok dallanma gösteren ama birbirleriyle bağlantısı olmayan salgı hücreleri bulunur; bu tipteki süt damarları sütleğengiller (Euphorbiacae), Artocarpaceae, zakkumgüler (Apocynaceae), tohumları- ipekgiller (Asclepiadaceae) adelerinde vardır. Bu arada öbürlerinden farklı olarak ağızlaşma yapan, yani birbirleriyle birleşmiş salgı kanadan bulunan bdeşikgdler adesine bağlı bit­kilerden de yararlandmaktadır. Bü­tün bu türlerden bir bölümü üretilir ve bunlar işletmelerden elde edilen kauçuğu verirler. Yabanıl halde yararlandan öbürlerindense “orman ka­uçuğu” elde eddir. İşletmelerden el­de edilen kauçuk, dünya kauçuk üre­timinin % 98’inden fazlasını kapsa­maktadır.

Kauçuk üretimi manyoka, incir gibi bütün öbür kauçuk bitkilerinden üs­tün olan Hevea brasiliensis (kauçuk ağacı) ile yapılmaktadır. Doğal yetiş­me bölgesi Amazon vadisi olan bu ağaç, genellikle bdlurlu kayaçlarm parçalanmasıyla oluşan topraklardan hoşlanır.Kazık kökleri vardır, hafifçe kdli, iyi akaçlanmış ve yağmurlu mev­simlerde iyice sulanan bir toprağa ge­reksinim duyar. Bölgelere göre deği­şik kauçuk ağacı çeşitlerine raslamr; 25-50 m yükseklikte, külrengine çalan kabuklu güzel bir ağaç olan Hevea brasiliensis’in vatanının Amazon ır­mağının kolları tarafmdan sulanan yaylalar olduğu sanılmaktadır; aynı zamanda bu ırmağın ağzındaki ada­larda da bulunur. Amazon bölgesindeki 800 000 hek­tardan fazla doğal orman kauçuk ağaçlarından oluşur Kauçuk ağacı Sri Lanka, Malezya, Endonezya ve Çinhindi’nde yoğun bi­çimde yetiştirilir. Açılıp sürülmüş top­raklarda kurulan büyük tarım işlet­melerine baklagiller ekilerek bu top­rakların verimi artırılır. Ekim alanla­rında hektar başına 250-300 ağaç (her 6 metrede bir ağaç) bulunur. Ağaçların kauçuk verimi (bir yılda hektar başına 1 500-2 000 kg lateks arasında değişir), aşılama ve nitelikli tohumların seçilerek ekilmesiyle artı­rılır. Lateks elde etmek için ağacm ka­buğunda, topraktan 1,50 m yükseklik­teki bir yerde sarmal biçimde bir ka­nal açılır. Yalmzca Malezya ve Endo­nezya’da (Sumatra ve Borneo) dünya­daki kauçuk ağacı ekim alanları yüz­ölçümünün 3/4’ü bulunur. Afrika’da­ki kauçuk veren türler çok daha faz­la sayıda olmakla birlikte günümüz pi­yasasının gereksinimlerini gidermede yetersiz kalır.

Doğal Kauçuğun Hazırlanması Ve Kullanımı

Ağaçtan toplanan la teksin yaklaşık % 40’ı kauçuktur. Santrifüjle çökeltilerek biriktirildikten sonra, lateksin içinde % 60 oranına ulaşan kauçuk doğrudan kullanılabilir ya da tersine, doğal kauçuk elde edilmesi için işle­nir. Lateks tüketimi, doğal kauçuk tü­ketiminin beşte biri kadardır. Özellik­le gözenekli ürünler (şilte, koltuk kap­laması), eldiven. balon, oyuncak, vb. yapımında kullanılır.

Lateksin asetik asit (% 1) ya da formik asit (% 0,5) eklenerek dondurul­ması şerit ya da tabaka halindeki ham kauçuğun elde edilmesini sağlar. Hammadde iki silindir arasında yoğurulup yumuşatılarak esnek bir kitle haline dönüştürülür, daha sonra pa­letli aygıtlar içinde çeşitli maddeler­le (esneklik vericiler, kükürtleyici et­kenler) karıştırılır. İçinde kauçuk bu­lunan kusursuz bir ürün yapmak için kalıba dökme, parlatma ve bükme iş­lemlerinden yararlanılır.

Kalıba dökme çeşitli biçimlerde eşya­lar elde edilmesini sağlar. Parlatma, aralarından hammaddenin geçirildi­ği 3-4 silindirli makineler olan cila si­lindirleri yardımıyla kauçukla kaplan­mış ya da içine kauçuk işlemiş kumaş veya tabakaların yapılmasına olanak verir. Bükme işleminin özelliği hammaddenin bir haddeden geçirilmesin­den oluşur; bükücü araçlar boru, ara­ba lastiği yatağına ilişkin şeritler gi­bi dar uzun parçalar elde etmek için kullanılır. Kükürtle işleme, kauçuğun özelliklerim iyileştirmek (esneklik, so­ğuğa ve sıcağa dayanıklılık gibi) ama­cıyla, kükürt ekleyerek ve bu karışım 130°C’ın üstünde ısıtılarak yapılan bütünleyici bir işlemdir. Bu uygulama kalıba dökme sırasında ya da parlat­ma ve bükmeden sonra gerçekleştiri­lir; bu durumda kükürtle işlenecek ürünler bir presin tablaları arasına ya da sıcak ve kapalı bir yerin (buhar basınçlı otoklav ya da sıcak havalı etüv) içine yerleştirilir.

Doğal Kauçuğun Bileşimi Ve Özellikleri

Kauçuk, (C₅H₈)n formülü ilk kez Faraday (1826) tarafmdan ortaya kon­muş olan bir hidrokarbondur. Fransız kimyacı Bouchardat’nm 1875-1879yıl­ları arasındaki önemli çalışmaları da kauçuğun bir izopren polimeri olduğu­nu göstermiştir:

ch₂=ch-c=ch₂

ch₃

Kauçuk, alkalilere ve az yoğun asitle­re hemen hemen duyarsızdır. Klor, kauçuğu kırılgan hale getirir. Yoğun, kuvvetli asitler ve bakır gibi bazı me­taller yavaş etkirler. Dayanıklılık ka­uçuğun belirgin özelliğidir: Gerçekten kauçuk yumuşak, bükülgen, su geçir­mez ve şaşırtıcı derecede esnektir. Isı­tıldığında yumuşar, 150°C’a doğru akışkan hale geçer ve 300°G’a doğru ayrışıp bozulur. Kauçuk, gazları, özellikle karbon anhidriti soğurur. Kauçuk için en iyi çö­zücü karbon sülfür ve % 5’likarı etil­alkol karışımıdır;benzen, terebentin esansı, tolilen, kloroform, karbon tetraklorür, vb. içinde de kısmen çözü­nür. Su içinde çözünmez ama suyu ya­pısı içine alabilir ve ağırlığının % 25’i oranında emebilir. Yoğunluğu 0,91-0,97 arasında değişir. Isıyı pek iyi iletmez, elektrik açısından da kö­tü bir iletkendir.

Kauçuk Türevleri Ve Yapay Kauçuklar

En fazla kul) anılan kauçuk türevleri klorlanmış kauçuk, kauçuk klorür ve siklokauçuktur. Klorlanmış kauçuk, suya ve kimyasal etkenlere karşı bü­yük bir direnç gösterir ve sözgelimi bi­naların dış yüzey boyalarının yapıl­masında kullanılır; kauçuk klorür say­dam ve renkli tabakalar halinde be­sin maddelerinin paketlenmesine ya­rar; kauçuğun yükseltgenmiş ürünle­ri yalıtkan boya ve cilala rm yapımın­da kullanılır; siklokauçuklarsa kalıp dökümü işlemlerinde kullanılan toz halindeki kauçuk olarak iş görürler. Doğal kauçuk içeren ürünlerin yapı­mı ham kauçuğun fiyatındaki dalga­lanmalar, kauçuk ağacı ekim alanla­rının azaltılması, anlaşmazlık halle­rinde gereç sağlama güçlükleri gibi bazı etkenlere bağlıdır. Bu nedenle önce Almanya, sonra S.S.C.B. ve A.B.D., özellikle İkinci Dünya savaşı sırasında, doğal kauçuğa benzer özel­likleri bulunan bireşim ürünlerinin bulunmasıyla ilgilenmişlerdir. Ayrıca lastik yapımında da kauçuk üretiminin büyük bir bölümü tüketilmektedir. Elastomerler diye de adlandırılan ya­pay kauçuklar, katalizörler yardımıy­la fiziksel dönüşümler ve polimerleş- meyle (temel moleküllerden büyük mo­leküllerin yaratılması) elde edilirler. Elde edilen büyük moleküllerin son de­rece yüksek bir molekül kütlesi vardır ve uzun düz zincirler yapan element­ler halindedirler.Bütadiyen-stiren kopolimerleri özellikle lastik sanayisin­de en fazla kullanılan polimerlerdir. Polibütadiyenler, petrolün arıtılmasıy­la elde edilen büta diyenin polimerleş- tirilmesiyle meydana gelirler; yapıla­rı doğal kauçuğunkine benzer ve las­tik yapımında kullanıbrlar. İzoprenin polimerleştirilmesiyle elde edilen poliizoprenler de aynıdır. İzobütilen ve izoprenin birlikte polimerleştirilme­siyle elde edilen bütil kauçuk, gazları geçirmez ve oksitlenmeye karşı di­rençlidir. Özellikle hava lastiklerinin yapımında kullandır. Polikloroprenler ve özellikle neopren yanmaz ve soğu­ğa karşı son derece dayanıklıdır. Ya­pay kauçuklar arasında son olarak bütadiyen-akrilik nitrilin kopolimerle- rini (perbünanlar), silikon kauçukları­nı sayabiliriz; bunlar -50°C ile + 300°C arasındaki sıcaklık derece­lerine dayanıklıdırlar ve havacılıkta kullanılırlar; flüorlanmış kauçuklar da sıcaklığa ve çözücülere karşı son derece dayanıklıdır.