Kaçuk Nedir

Kauçuk, bazı tropikal bitkilerin süt şekeri suyundan (lateks) doğal formda veya suni olarak petrol ve alkol bileşimlerinden elde edilen bir malzemedir. Esas olarak, kauçuk terimi normal olarak Hevea Brasiliensis ağacından elde edilen malzemeye değinmektedir ve bugün bu terim, uygulanan gücü serbest bırakarak orijinal konumuna geri döndürülebilen malzemeler olarak adlandırılmaktadır.

Kauçuk tipi malzemeler, fiziksel, kimyasal ve teknolojik özellikleri ile zamanımızın vazgeçilmez bir mühendislik malzemesi haline gelmiştir. Avrupalılar; Amerika'nın keşfi ile başlayan Christopher Columbus'un lastik maceraları, yeni kıta Amerika'sındaki Aztec topluluğundaki arkeolojik kazılardan anlaşılmaktadır. 16. yüzyılın başında Avrupalıların buluştuğu kauçuk, 19. yüzyılın ortalarında Charles Macintosh, Thomas Hancock ve Charles Goodyear gibi araştırmacıların ve girişimcilerin özel çabaları ve keşifleri ile günlük yaşamın ayrılmaz bir mühendislik malzemesiydi. Özellikle Charles Goodyear'ın 1840 yılında kazayla vulkanizasyon işlemi, kauçuğun sertleşmesi ve sıcak malzemenin yumuşatılması gibi kauçuğun olumsuz özelliklerinin ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanmıştır. 1888 yılında otomobil tekerleklerinin icadı, kauçuğun artık vazgeçilmez bir mühendislik malzemesi olduğunu kanıtladı. Kauçuk teknolojisindeki gelişmeler, o zamanın güçlü devletlerinin doğal kauçuk plantasyonlarının yaratılması fikrini doğurdu ve başta Britanya olmak üzere pek çok başka Avrupa ülkesi, egemenliklerine göre sömürgelerdeki büyük kauçuk tarlaları oluşturdular. Bu çalışmalara ek olarak, çiftliklerinde yetiştirdikleri Hevea kauçuk ağacından başka alternatif bitkiler bulmaya da odaklandılar.

Bu literatür çalışmasında, çok hızlı gelişen ve teknolojik bir malzeme olan teknolojik bir malzeme olan doğal kauçuğun tarihsel gelişimi ve seyri incelenmiştir. Hevea ve doğal kauçuğun ilk elde edildiği yarım bir ağacın yanı sıra sıvı kauçuğun elde edildiği alternatif ve yarım bitkiler ve bu bitkilerin ekim alanları incelenmiş ve son bölümde doğal kauçuğun kimyasal yapısı verilmiştir. Bu çalışmanın ikinci kısmı sentetik kauçuklar hakkındadır ve sentetik kauçuğun keşfinden başlayarak tarihsel gelişim araştırılmakta ve günlük hayatta en çok kullanılan sentetik kauçukların özellikleri kandırılmaktadır.

TARİHSEL GELİŞİM

Avrupalıların ilk lastikle buluşması, Christopher Columbus'un 1493-1496 yılları arasında Amerika'ya yaptığı ikinci yolculuğu oldu. Yeni kıta Amerika'da, Avrupalılar için yeni malzeme yüzyıllar önce biliniyordu. 6. yüzyılda kauçuğun dini törenlerde kullanıldığı kazılardan anlaşılmaktadır. Mexico City'deki ulusal müze, Azteklerin dini törenlerinin yapımını gösteren ve kauçuk figürler içeren duvar resimlerine sahiptir. 16. yüzyıldan günümüze kadar, yaklaşık 400 yaşındaki Meksikalıların Tlachtli denilen lastik topları ile basketbol, ​​futbol ve hokey oynadığı bilinmektedir. Lastik toplarla oynanan oyun, ilk defa "Historia de las Indias" adlı kitabında Colombus'un yanındaki genç Las Casas (1474-1566) tarafından anlatılmıştır. Las Casas, çalışmalarını Valladolid'deki San Gregoria manastırına gönderdi ve çalışmalarını en az 40 yıl boyunca yayınlamamasını istedi.

Bunun nedeni, yöneticilerin çalışmalarındaki, özellikle Heman Cortes hakkındaki eleştirilerinin, öfke ve tartışmaya neden olacağı öngörülmektedir. Böylece, el yazması makaleleri hiç yayınlanmamıştır. Bu nedenle İspanyol araştırmacı ve tarihçi Gonzalo Femandez de Oviedo Valdes (1478-1557), Haitili yerlilerin bir top gibi kullanıldığını gösteren ilk araştırmacıydı. Ayrıca 16. yüzyılın sonlarında İspanyol tarihçi II. Philip denen Antonia de Herrera Tardesillas (1594-1625), Las Casas'ın el yazmasını incelemek ve makalesinde sözü geçen lastiği incelemek için San Gregoria manastırından izin istedi. Tardesillas, Kolomb'un doğumuyla ilgili yolculuğunun ardından 50 yıl geçmesine rağmen, eserleri Kolomb'un yolculuğu olarak anımsadı. Columbus'un yeni kıtayı keşfetmesinin ardından, özellikle İspanyol conquistadores Meksika ve Peru'yu fethetti. 1519'da, Hernan Cortes'in komutası altındaki bir grup asker, Aztek imparatorluğuna karşı ezilen Aztek halkını yok edip Aztek imparatorluğunu yok ettikleri Meksika'ya ayak basmışlardı. Ama Aztek halkı eski imparatorluk yöneticilerinin günlerinde daha iyiydi. Çünkü İspanyollar ya insanları öldürüyor ya da köleleştiriyorlardı. Belki de Las Casas, kitabındaki eleştirilerinden dolayı kitabını yayınlamak istemedi. İspanyollar, zulmüne rağmen hayatta kalan Aztek halkından kauçuğun kullanımı hakkında birçok şey öğrenmiş olsalar da, bu bilgiyi Avrupa'ya yaymak için herhangi bir çapa kullanmamışlardı.

18. yüzyılın ortalarına doğru dünyanın şeklinin küreden farklı olduğu üzerine tartışmalar başlamıştır. Bu nedenle Fransız Bilimler Akademisi dünyanın şekli konusunda araştırmalar yapmak üzere 1735 yılında Charles Marie de la Condamine (1701-1774) ve bir grup araştırmacıyı Ekvatorun başkenti Quito'ya diğer bir grup araştırmacıyı ise kuzey kutbuna göndermiştir. Charles Marie de la Condamine, Quito'da ilk defa kauçuk ile karşılaşmışlar ve muz yapraklarıyla sarılmış buçuk meşalelerin akşamları aydınlanmak amacıyla kullanıldığını görmüşlerdir. de la Condamine dünyanın ekvatorda genişlediğini anladıktan sonra 1743 yılında dönüş seyahatini Amazon ormanların" geçerek gerçekleştirmiştir. Amazon nehri boyunca seyahati sırasında buçuk ağaçlarının nehir kıyısında yetiştiğini görmüş ve bölge yerlilerinin kauçuk ağacını cahutchu olarak adlandırdıklarını belirtmiştir. Amazon nehri sonunda Fransız Guyana'sına varmış ve buradan Fransa'ya dönmüştür. de la Condamine, Fransız Guyana'sında, Fransız krallığı tarafından görevlendirilmiş olan ve 25 yıldır orada bulunan Fransız mühendis François Fresneau (1703-1770) ile karşılaşmıştır. Fresneau'nun uzun yıllar Güney Amerika'da kalması nedeniyle kauçuklar hakkında bilgisi vardı. Fakat kauçuklar hakkında yazılı bilgiyi ilk defa de la Condamine'nin vermesi sebebiyle, literatürde, kendisi kauçuk ağacından toplanan sıvıyı ilk gören Avrupalı olarak geçmektedir. Seyahati boyunca gözlemlerini ve keşfini bir raporda toplamış ve 1751 yılında Kraliyet Bilimler Akademisine sunmuştu. de la Condamine raporunda yerlilerin Hheve ağacından (bilimsel ismi Ifevea Brasiliensis) sıvı kauçuğu nasıl topladıklarını ve katılaştırılmış tortunun nasıl su geçirmez dokuma, ayakkabı ve elastik su şişesi yapımında kullanıldığını anlatmıştır. Ayrıca yere bırakıldığı zaman tekrar sıçrayan buçuk toplardan da bahsetmiş ve kauçuğun dalgıç elbisesi olarak kullanılabileceğini belirtmiştir. Fransız araştırmacı bu yeni maddeyi ise yerlilerin kullandığı kelimeden türeterek Caoutchouc (ağlayan ağaweeping tree) olarak adlandırmıştır (cao=wood ve 0-chu=to flow veya weep). de la Condamine, kauçuğun bir çok farklı kullanımı için önerilerde bulunmuş fakat yine de kauçuğun kullanımı 1839 yılında vullcanizasyon işleminin keşfine kadar sınırlı kalmıştır.

1763 yılında Herisant ve Macquer, terebentin'in kauçuk solventi olduğunu ve sıvı kauçuğun terebentin içine eklenmesiyle bir yapıştırıcı olarak kullanılabileceğini keşfetti. Bu Fresneau tarafından da biliniyordu. Ayrıca 1786'da Macquer, eter terebentin daha iyi bir çözücüdür. 1770 yılında, Joseph Priestley "Teori ve Perspektif Uygulamaya Tanıdık" adlı makalesinde, kalemin silinmesi için kullanılan kırıntıların yerine kauçuğun kullanılabileceğini belirtti. İngiliz alet üreticisi Eduard Naime (1726-1806) 3 adet şilte için yarım inçlik bir kalem silecek lastik parçaları satmaya başladı. Ancak, ilk silgi kamuoyunun ilk günlerinde pahalıydı. Fransa’da 1775’te ve yarım klip olarak "Peaux de Negres" adı altında satılmaya başlandı. Herisant ve Macquler tarafından elde edilen yapıştırıcı karışımı Fransız Joseph-Michel ve Jacques-Etienne Montgolfiler kardeşler, ipek balonun yüzeyini kauçukla kaplamak için ve bu kauçuk zemin kaplama fiyatları balonla 1 Aralık 1783'te, Paris'ten 27 mil kadar havaya seyahat ettiler. 1791 yılında, Grossart kauçuk şeritleri ısıtmak ve eter ile yapıştırarak kauçuk tüpler üretti. 1813 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez, ilk patent verildi.

Taze lateks, koruyucu madde eklenmeden kauçuğa kalınlaştırıldı. Sıvı latekste bu kendiliğinden koyulaşmayı önlemek için, alkali malzemenin 1790'da eklenmeli, ancak yakın zamana kadar değil. Avrupa'da sıvı lateks ile test için gerekli sıvı lateks minimaldi. Bu nedenle, katı kauçuğu çözmek için gerekli çözücüyü bulmaya odaklanmış çalışmalar. 18. yüzyılın sonunda, katı kauçuğu çözmek için terebentin, eter ve yağ kullanılmıştır, ancak bu çözücülerin yüksek maliyeti kullanımlarını sınırlamıştır. 1818'de, İskoç tıp öğrencisi James Syme, kömür katranının damıtılmasıyla elde ettiği ruhların kauçuk için iyi bir çözücü olduğunu keşfetti. Katranın katılması sırasında katran nefesi yan ürün olarak elde edildi. Bu, kauçuk için gereken çözücünün çok ucuz bir şekilde elde edilmesine izin verdi. 1819 yılında boya üreticisi Charles Macintosh, Glasgow Gas Works'ten damıtılarak katran boya üretimi için gerekli olan amonyağı elde etti. Damıtma işlemi sırasında bir yan ürün olarak, katran kömürü elde edildi ve satması planlandı. Ancak, bir alıcı bulamadığı zaman, bu ürünü katı kauçuğu çözmek için kullanabileceğini düşündü ve düşüncesinde haklıydı. Ayrıca elde ettiği neferin, kauçuk için terebentin yerine çok daha iyi bir çözücü olduğunu da gözlemledi. Ayrıca, yeni çözücünün bir yan ürün olduğu gerçeği de üretimi daha ucuz hale getirdi. Macintosh, kauçuğun dış yüzeylerini dokuma tekstillerle düz bir yüzeyde kapladı ve su geçirmez bir malzeme elde etti. 1823 yılında yanlışlıkla Mackintoshes adı altında patentini almış olduğu ürünü aldığını ve aynı yıl Glasgow yakınlarındaki Campsie'de üretimine başladığı patentini aldı. [8] Macintosh, yeni ürünü için pazardaki yüksek talep nedeniyle ve tekstil ürünleri ile üretildiği için Manchester'da bir pamuk fabrikası ile ortaklık kurmuştur. Bu nedenle üretim tesisini Glasgow'dan Manchester'a taşıdı. Bugün Manchester'da lastik üretimi hala aynı sitede devam ediyor. Macintosh tarafından üretilen su geçirmez kumaşlar, insanlar için büyük ilgi ve özellikle yağmurlukların yapımında kullanılmıştır. Bununla birlikte, kumaş parçalarından dikişle üretilen yağmurlukların dikiş delikleri elbiseyi zayıflatmış ve hızlı bir yırtılmaya neden olmuştur. Bu problem başka bir araştırmacı ve girişimci Thomas Hancock tarafından çözüldü. Kauçuk endüstrisinde Thomas Hancock; (1786-1865) kauçuk endüstrisinin babasıdır çünkü çiğneme ve çiğneme makinesini bulur. Hancock ilk deneysel çalışmasına 1819'da başladı. Ham kauçuktan kesilen şeritlerden lastik ürünler (askı, çorap lastiği, ayakkabı tabanı) yaptı ve malların yapımı sırasında atık kauçuğun parçalarını değerlendirmek için bir makine yapmayı düşündü ve Bu fikir 1820 yazında. Bu makine bir karıştırıcıydı. Atıklardaki küçük katı kauçuk parçalar makineye atıldığında, tek tek kauçuk parçaları yerine tek parça bir katı kauçuk elde ettiklerini tespit ettiler. Böylece, yağmurluklardaki dikiş problemi tek parça yağmurluk yapılarak çözüldü. Hancock bu makinenin bir keşif olduğunu ve makineyi alakasız isimle bir turşu olarak adlandırdığını fark etti. Böylece, buluşu gizli tutmayı ve 1832'ye kadar başarılı olmayı hedeflemiştir. Takip eden yıllarda Macintosh ve Hancock birlikte çalışmaya devam etmiştir.

Ham kauçuk, hem plastik hem de elastik özelliklere sahip bir malzemedir. Bu nedenle, ham lastik kalıplanmamıştı. Hancock tarafından geliştirilen çiğneme prosedürü sayesinde, malzeme plastik değildir ve viskozitesi azalır. Böylece, çiğlenme prosedürüne tabi tutulan ham kauçuk kolayca kalıplanabilir. Hancock daha düzgün yüzeyler üretmeyi başardı. Hancock tarafından bulunan makine, günümüzün kauçuğu için modern karıştırma sürecinin öncüsüdür. Ayrıca, kauçuğun çiğneme işlemine tabi tutulması da kauçuğun eski yapışkan özelliğini geri kazanmaktadır.

1827'de, Londra'da Whart'da büyük bir yangın bir yangın hortumu olarak kullanıldı. 1828'de eczacı Jan van Geuns, Hollanda'nın Haarlem şehrinde bir yarım değirmen kurdu. Bu aynı zamanda ünlü Merens Brothers fabrikasının habercisiydi. 1832'de Roxbury India Rubber Co. Kauçuk fabrikası Roxbury'deki Edwin M. Chaffee'nin liderliğinde bir grup girişimci tarafından yapıldı. Bununla birlikte, yaygın kauçuk kullanımı 1840'lara kadar değildi. Çünkü kış kışın sertleşir, elastikiyetini kaybeder ve yaz sıcaklığı arttıkça yapışır. Bu olumsuzluk 1839 yılında Charles Goodyear (1800-1860) tarafından vulkanizasyon işlemiyle çözülmüş ve bu yıldan sonra kauçuk endüstrisinde kullanım hızla artmıştır. 1825'lerde Hancock, kumaşla kaplı kauçuk kumaşların üretimi için patent aldı. Hancock, iki silindirli makinelerden lastik kumaşlar geçti. Muhtemelen iki silindirli makineler ilk kez Hancock tarafından kullanılmıştır. Ancak, iki veya daha fazla silindirden oluşan perdah makinelerinin ilk icadı Amerikan Edwin M. Chaffee tarafından yapıldığı düşünülmektedir. 1832'de ABD'deki Roxbury India Rubber şirketi, kalay makineleri kullanarak kauçuk ürünler üretmeye başladı. Sonraki yıllarda, Hancock yayma makinesini icat etti. Böylece, kauçuğun kumaş üzerine yayılması, makine veya perdah makinesinin yayılmasıyla yapılır. Bununla birlikte, Birleşik Devletler'de daha fazla takvim makineleri kullanılmış, İngiltere'de ise bir yayma makinesi kullanılmıştır. Kauçuk endüstrisinde ekstrüzyon makinelerinin ilk kullanımı hakkında şüpheler olsa da, piston tipi ekstruder ilk olarak 1856'da kullanılmıştır. Vidalı tip ekstruder, Amerika'da Royle tarafından 1880'de ve İngiltere'de Shaw tarafından kullanılmıştır.