KAUÇUK NEDİR ?

     Kauçuk aslında bir ağaç adıdır. Bu ağacın kendisinden ve özsuyu olan lateksinden elde edilen maddeler endüstride kullanım sahası bulmuştur. Son yıllarda tabii kauçuğun yanı sıra sentetik kauçuğun da üretilmesi ile pek çok kauçuk türü ortaya çıkmıştır. Kauçuğun en önemli özelliği yüksek bir elastikiyete sahip olması yani yeniden eski haline dönebilen bir uzayabilirliğinin olmasıdır. Kauçuk işleme endüstrisinin gelişmesinin ve hemen her sektörde kullanılmasının temelinde de bu vardır.
 
     Tüm dünyada yıllık 15 milyon tonun üstünde kauçuk üretilir; bunun yaklaşık üçte biri doğal kauçuktur. Kalanı, petrolden elde edilen kimyasal maddelerle yapılan yapay (sentetik) kauçuktur. Doğal kauçuk kauçuk ağacının (Hevea brasiliensis) kabuğundan akan sütümsü özsudan (lateks) elde edilir. Bu ağacın en iyi yetiştirildiği bölgeler ekvatorun çevresidir. Doğal kauçuk yetiştiren başlıca ülkeler; Brezilya, Nijerya, Liberya, Zaire, Güney Hindistan, Sri Lanka, Malezya, Endonezya, Tayland ve Filipinler’dir. Doğal kauçuk üretimi plantasyonların (büyük çiftlikler) yanı sıra küçük çiftliklerde gerçekleşmektedir.

      Yapay kauçuk ise, çoğu ülkede petrol arıtma sistemlerinin yakınlarında kurulan fabrikalarda üretilir. U.S.A. başta olmak üzere en çok Japonya, Almanya ve Fransa’da üretilmektedir. 100’ün üzerinde değişik yapay kauçuk türü vardır.  Kauçuk esnek bir maddedir; gerildiğinde kendinin birkaç katı kadar uzatılabilir yada sıkıştırıldığında biçimi değiştirilebilir, ama serbest bırakıldığı zaman gene başlangıçtaki biçim ve boyutlarını alır.

      Güney ve Orta Amerika’da Maya uygarlığından kalan kalıntılarda en az 900 yıllık ham kauçuk topakları bulunmuştur. Avrupa’ya ilk bilgileri getirin Kristof Kolomb’tur. Kolomb, Haiti Yerlileri’ni “ağaç sakızı”ndan yapılmış bir topla oyun oynarken görmüştü. 18. yüzyılda iki Fransız botanikçi, François Fresneau ve Charles de la Condamine, uzunca bir süre Güney Amerika’da kaldılar. Kauçukağacını ilk tanıtan 1730’da Fresneau oldu. Amerika Yerlileri kauçuk ağacına, “ağlayan ağaç” anlamında cahucho diyorlardı. La Condamine, 1736’da Paris’e kauçuk örnekleri gönderdi ve Yerliler’in kauçuktan nasıl ayakkabı, savaş kalkanı ve şişe yaptıklarını, ayrıca bu maddeden su sızdırmaz malzeme olarak nasıl yararlandıklarını anlattı. 19. yüzyılın ortalarına kadar kauçuk az bulunan ve pahalı bir madde olarak kaldı. Kauçuk başlangıçta yalnızca Güney Amerika’dan ve özellikle de Brezilya’dan sağlanabiliyordu.
     1876’da Henry Wickham, 70 bin kauçuk ağacı tohumu topladı; bunları Londra’nın yakınlarındaki Kew’daki Krallık Botanik Bahçeleri’ne getirdi ve tohumların limonluklara ekilmesini sağladı. Büyük bölümü Asya’daki özellikle Sri Lanka’daki botanik bahçelerine gönderildi. Bu arada 11 kadar fidenin de Malezya’ya ulaştığı sanılıyor. 1889’da Singapur’daki botanik bahçelerinin yöneticiliğine getirilen Henry Nicholas Ridley, yeni bir lateks elde etme yöntemi geliştirdi ve bunun üzerine kauçuk üretimi hızla artmaya başladı. Böylece Güneydoğu Asya’daki plantasyonlardan elde edilen kauçuğun önemi, Güney Amerika’dan gelen yabani kauçuğa göre giderek arttı. 1907’de plantasyon kauçuğu dünyadaki toplan gereksinmenin yüzde 5’ini karşılarken 1914’e gelindiğinde bu oran yüzde 50’nin üzerine çıkmıştı.

KAUÇUK ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ

Nitril kauçuk (NBR)

Keçe uygulamalarının büyük bir kısmı için önerilen, yağ ve greslere dayanıklı, genel amaçlı malzemedir. Yakıtlar ve sanayi sıvıları için değişik karışımlar bulunur. Gilikol esaslı fren yağlarına ve EP katkılı yağlara direnci zayıftır. Nitril kauçuk tipik olarak -40° C ile 105° C arasındaki sıcaklıklarda kullanılır, aralıklı çalışmalarda 120° C'ye kadar dayanıklıdır. Fiyat/fonksiyon dengesi yönünden tercih edilir.

Conta üretimlerinde, mantar dolgulu nitril karışımları kullanılır. Bu malzemelerin dayanım özellikleri standart nitril gibidir. Mantarın varlığı ayrıca sıkışabilirlik (hacimsel küçülebilme) özelliği kazandırır. Mantarlı nitril, ancak statik uygulamalarda kullanım alanı bulur.

Poliakrilik kauçuk (ACM)

Yüksek sıcaklıklarda ve EP katkılı yağlarda nitril kauçuğa göre daha dayanıklıdır. Genellikle 150° C'ye kadar kullanılır. Ozon direnci iyidir. Yakıt direnci ve düşük sıcaklık dayanımı zayıftır (-30 °C min.) Özellikle dişli kutusu keçelerinde kullanılmaktadır.

Silikon kauçuk (MQ, VMQ, PVMQ)

-60° C ile 200° C sıcaklıklar arasında kullanılır. Aralıklı olarak 250° C'ye kadar dayanıklıdır. Başlıca kullanım alanı krank keçeleridir. Esneklik özelliği, hava direnci ve ozon dayanımı yüksektir. Yakıtlarda, EP katkılı yağlarda ve yüksek mekanik özellikler gerektiren uygulamalarda önerilmez.

Florokarbon kauçuk (FKM)

-30° C ile 220° C sıcaklıklar arasında kullanılabilir. Gres, yağ, yakıt, çözücü ve kimyasal maddelerin büyük çoğunluğuna dayanıklıdır. Yüksek sıcaklık ve yüksek devirli ortamlarda ve krank keçelerinde kullanılır, ancak pahalı malzemedir. Keton, amin, ester, eter içeren akışkanlara dayanımı iyi değildir.

Etilen propilen kauçuk (EPM, EPDM)

-40° C ile 150° C arasında kullanılabilir. Fosfat ester akışkanlara, glikol esaslı fren yağlarına, su buharına, ozona ve hava koşullarına direnci iyidir. Yakıtlar ve petrol esaslı yağlar için uygun değildir.

Stiren butadien kauçuk (SBR)

Glikol esaslı fren yağlarına, asit ve bazlara, alkole karşı dirençlidir. Bu malzeme -50° C ile 100° C arasında kullanılır. Yakıtlar ve petrol esaslı yağlara dayanıklı değildir.

Tabii kauçuk (NR)

Kullanma sıcaklığı aralığı -60° C ile 90° C'dir. Ortam dayanımı yönünden SBR ile benzer özellikler gösterir. Yüksek esneklik ve mekanik özellikler gerektiren yerlerde kullanılır.

Politetrafloroetilen (PTFE)

Sanayide kullanılan hemen hemen tüm kimyasal maddelere dayanıklı bir plastik malzemedir. -260° C ile 260° C arasında kullanım alanları vardır. Sürtünme katsayısı en düşük katı maddedir. Yapışma özelliği göstermez, yağlamasız yatak malzemesidir. Bazı tipleri çok iyi elektrik yalıtkanıdır. Uygulama alanına göre saf, cam elyaflı, karbonlu, grafitli, bronzlu, molibden sülfürlü PTFE kullanılır.

Poliamid (PA)

Yaygın olarak "naylon" diye bilinir. -20° C ile 90° C arasında kullanılabilir. Özel tiplerinde kullanım sınırı 140° C'ye kadar çıkabilir. Sürtünme ve aşınma özellikleri çok iyidir. Yağlara, yakıtlara, esterlere, ketonlara karşı dayanıklıdır.

Hidrojene nitril kauçuk (HNBR)

Hidrojene nitril kauçuk NBR polimerlerinden türetilir. Bu şekilde hazırlanan malzemelerin özellikleri yüksek mekanik güçleri ve aşınmaya karşı daha dayanıklı olmalarıdır. Ortam dayanıklılığı NBR'ninki gibidir. Kullanım sınırı 150ºC'dir.

Termoplastik poliüretan (TPU)

TPU'nun enjeksiyon kalıplaması ile etkin bir biçimde işlenebilmesine olanak sağlayan iyi mekanik özellikleri vardır. TPU'nun esas avantajları aşınmaya karşı yüksek direnç; geniş bir sıcaklık aralığı esnekliği; yağlara, gres yağlarına ve bir çok çözücüye karşı dirençtir.

Lastiğin Tarihçesi ve Görevleri

Lastiğin Tarihçesi

     Tekerlek lastiğinin ilk adımı J.B.Dunlop’un oğlulunun üç tekerlekli bisikleti için tahta bir tekerlek üzerine lastik solusyonu emprenye edilmiş çadır bezini çivilerle tutturup hava ile şişirerek elde ettiği basit lastik modeli ile atılmıştır.
     Bugünkü manada lastiğin geliştirilmesi 1900 yılların başlarında gerçekleşmiştir. Bugün lastiklerde yaygın olarak kullanılan ana hammadde olan kauçuk önceleri sadece G.Amerika’da, sonraları Malezya, Endonezya, Srilanka ve diğer Güneydoğu Asya ülkeleri ve Brezilya’da yetiştirilen kauçuk ağacından elde edilimektedir. Kauçuk önceleri değişik amaçlar için kullanılmış, ancak lastik sektöründe kullanımı Goodyear’ın kauçuğu kükürt ile pişirip (vulkanizasyon) şekillendirmesiyle gerçekleşmiştir. Bundan sonra lastik teknolojisinde Dunlop’un topuklara çelik teller yerleştirmesi ve iç lastiği geliştirmesi ile hızlı bir gelişme başlamış ve 1920’li yıllara gelindiğinde Pnömatik  tekerlek  lastiğin  ana maddelerine pamuktan yapılmış olan kord bezileri dahil olmuştur. Pamuktan daha mukavim kord ipliklerinin geliştirilmesi ile pamuk kord bezi yerine günümüzde yagın olarak kullanılan rayon, polyester ve nylon gibi sentetik kat bezleri ve çelik kordlar kullanılmaya başlanmıştır. Lastiklerin sınıflandırılması ve standardizasyonu 1940’lı yıllarda lastik kesit genişliği ve jant ebadından oluşan rakam-harf grubuna dayalı lastik ebat sistemi geliştirilmesiyle başlatılmıştır.

Lastiğin Yapısı

I- Lastiğin Elemanları:
     Lastiği oluşturan elemanları görevlerine göre temel ve opsiyonel elemanlar olarak ikiye ayırabiliriz.

A- Temel  Elemanlar:
  1- Çapraz lastiğin temel elemanları 

• Karkas  Yapı 
• Sırt
• Yanak
• Topuk
   

            2- Radyal lastiğin temel elemanları

• Karkas Yapı
• Sırt 
• Yanak 
• Topuk 
• Kuşak (çelik veya tekstil)

B-Opsiyonel Elemanlar
 1-Çapraz Lastiğin Opsiyonel Elemanları 

• Darbe katı  
• Chafer
• Şeritler 
• Dolgular 

      2- Radyal Lastiğin Opsiyonel Elemanları

• Restriction veya takviye katları
• Şeritler
• Dolgular
• Chafer

Lastiğin Temel Elemanları   

Karkas:
     Lastikte yükü taşıyan eleman basınçlı havadır. Sanılanın aksine  karkas yük taşıma elemanı değildir. Ancak yükü taşıyan basınçlı havanın yapı içerisinde tutulması görevini  karkas yapı üstlenir. Karkas, karışım matriksi içerisine tekstil veya çelik kordların katmanlar halinde yerleştirilmeleriyle elde edilir. Karkası oluşturan kordlar topuk teli demeti etrafında dolanarak yapının topuk ile kenetlenmesini sağlar. Lastiğin dayanıklılığını yük altındaki davranışlarını ve kapasitesini belirleyen yapıdır.

Sırt:
    Lastiğin yol ile temasını sağlar. Motor gücünü yola aktararak, hızlanmayı ve çekişi , frenleme gücünü yola aktararak yavaşlamayı ve durmayı sağlar. Karkasın yapısını ısınma, aşınma, yarılma, kesilme gibi yoldan gelebilecek olumsuz etkilere karşı korur. Sırtta yer alan desen ve sırtı oluşturan kimyasal karışımın cinsi lastiğin yolda tutunmasını, çekişini, ıslak zemindeki davranışlarının, hareketini ve frenleme kabiliyetlerini belirler.

Yanak:
    Karışım kaplaması vasıtasıyla karkasa yanlardan gelebilecek dış etkilere  karşı lastiği korur. Lastiğin soğumasına yardım eder.

Topuk:
   Karkas yapının uçlarının iki taraftan hiperstatik olarak kilitlenmesi fonksiyonunu üstlenen mesnetlerdir. Çelik tellerden oluşur , karışım malzemesiyle kaplanır , dairesel bir yapıya sahiptir.Topuğun bir diğer görevi  de  lastiğin janta montajını sağlamaktır.

Kuşak :
    Radyal gövde yapısına sahip lastiklere özgü bir yapıdır. Topuktan topuğa 90° açı ile uzanan gövde katlarının üstünde yer alan ve sadece sırt bölgesinde bulunan 20° açılı çelik veya tekstil kord yapıdır. Bu yapı lastiğin hız performansını arttırıcı yönde etki eder. Lastiğin dönme direncinin azalmasını sağlar.

Lastiğin Opsiyonel Elemanları

Darbe Katı :
    Lastiğin karkas yapısının üstü ile  sırtın altındaki bölgede yeralan, özel kauçuk karışımıyla kaplanmış nylon esaslı kord malzemeden imal edilmiş tek veya birden fazla katmandan oluşan bir ara yapıdır. Bu tabaka artan hızlarda ve yük altında oluşan çarpılmalara karşı lastiğin sırt bölgesinin dayanıklılığını ve stabilitesini arttırır. Ayrıca bu yapı karkas yapının korunmasına , sırtın delinme ve kesilmelere karşı dirençinin artmasına yardımcı olur.

Chafer (Topuk Bezi):
    Lastiğin topuk bölgesinde birleşen karkas yapı ile topuk yapısının üstünü örten ve lastiğin janta montajı ve demontajı esnasında oluşabilecek hasarlara karşı karkas yapıyı muhafaza eden, tubeless lastiklerde sızdırmazlık sağlayan ve Jant ile lastik topuğu arasındaki sürtünme nedeniyle oluşan ısıl etkileri ve aşınmayı azaltmayı sağlayan bileşenidir.

Şeritler :
   Lastiği oluşturan katların uçlarına yerleştirilen ve lastik imali esnasında kat uçlarının açılmasını ve dağılmasını engelleyen karışım yapıdır. Ayrıca ekyerlerinin kapatılması amacıyla kullanılırlar.

Dolgular (Apex):
   Lastiğin topuk bölgesinde ve kat dönümlerinde oluşabilecek boşlukları doldurmak amacıyla yer alan ve lastiğin janta oturma bölgesinin daha rijit olmasını sağlayan karışım yapıdır.

Takviye Katları :
   Bazı lastiklerde sırt bölgesinde kullanılan dayanıklılık arttırıcı ilave bir yapıdır. Özellikle radyal binek lastiklerinde hız performansına artı yönde etki eder.

Astar :
   Opsiyonel elemenlara ilave olarak tübeless lastiklerde lastiğin iç yüzeyinde topuktan topuğa uzanan ve lastiğin basınçlandırılmasında kullanılan gazın (Nitrojen, kuru hava vs.) ve nemin karkas yapıya sızmasını önleyen özel kimyasal karışımdan imal edilen yapıdır. Bu yapı lastiğin basınç tutması için kullanılan iç lastiğin yerini almıştır.

Lastiklerin Gruplandırılması

A-Gövde Yapılarına göre

1. Çapraz lastikler : Geleneksel gövde yapısıdır. Lastiğin gövdesini oluşturan katların her biri ötekine göre çapraz yöndedir. Katlardaki tekstil kord iplikleri bir topuktan diğerine dönme eksenine göre 30-40°lik açılarla uzanırlar. Her bir kat diğerini yaklaşık 90° lik açılarla çapraz keser.

2. Radyal lastikler : Lastiği  oluşturan gövde katlarının tamamı aynı yönde uzanırlar ve birbirleriyle açı farklılığı yapmazlar. Katlardaki kord iplikleri (çelik veya tekstil) bir topuktan diğerine lastiğin dönme eksenine göre 90 derecelik açı ile uzanırlar. Katlar birbirleriyle paralel olup çaprazlama kesmezler. Katların üzerinde performansı arttırmak amacıyla zorunlu olarak 15 -20 derece açılı tekstil veya çelik kuşaklar bulunur. Katlarının ve kuşaklarının cinsine ve kullanım yerine göre de radyal lastikler şu şekilde sınıflandırılabilir.

a. Tekstil Gövdeli, Tekstil Kuşaklı Radyal Binek Lastikleri
b. Tekstil Gövdeli, Çelik Kuşaklı Radyal Binek Lastikleri 
c. Tekstil Gövdeli, Çelik Kuşaklı Radyal Kamyon/Otobüs Lastikleri
d. Çelik Gövdeli, Çelik Kuşaklı Radyal Kamyon/Otobüs Lastikleri (All Steel Lastikler)

B-Kullanıldığı Yerlere Göre  
Binek Lastikleri  
Kamyonet / Minibüs Lastikleri 
Kamyon / Otobüs Lastikleri 
Traktör Lastikleri
İş Makinesi Lastikleri
Endüstriyel Lastikleri
Bisiklet / Motosiklet Lastikleri
Bahçe / Tarla Lastikleri

C-Kullanıldığı  Yere Göre 
Highway lastikleri ( normal yolda kullanılan  lastikler)
Off road  lastikleri (yol dışı kullanım -arazi  lastikleri )