Kauçuk

Kauçuk ürünlerin üretiminde kullanılan çeşitli süreçler vardır. Doğal kauçuk işleme için kullanılan en yaygın tekniklerden bazıları ekstrüzyon, latekse daldırma, kalıplama ve perdahlamadır. Geniş sıcaklık aralıklarında, hacim akışları ve sistem entegrasyonu gibi çeşitli gereksinimleri karşılayan ve çeşitli proses yöntemlerine uyarlanmış çok çeşitli sıcaklık kontrol sistemleri sunuyoruz.

Hammadde kalitesinin güvenilirliği, çeşitli bileşenlerin tam ağırlık oranları, kontrollü bir karıştırma prosedürü ve optimize edilmiş şekillendirme süreçleri, elastomer malzemelerden yapılan bileşenlerin üretimi için temel gereksinimlerdir. Bu karmaşık ortamda, ister bağımsız çözümler şeklinde ister sisteminize tamamen entegre olarak tüm sıcaklık kontrol gereksinimlerinizi karşılıyoruz.

Elastomerler, üç boyutlu geniş ağ yapısı oluşturan çapraz bağlı makromoleküler polimerlerden oluşturulur. Bireysel polimer zincirleri arasındaki bağlantılar (vulkanizasyon) bu malzemenin elastik özelliklerini oluşturur. Güncel söylemde, elastomerler bu nedenle yaygın olarak kauçuk olarak adlandırılır. Elastomerler, bozunma sıcaklıklarına kadar düşük sıcaklıklarda cam kadar sert olan ve yüksek sıcaklıklarda dahi viskoz akış göstermeyen vulkanize polimer malzemelerdir. Buna karşın, oda sıcaklığı ile bozunma sıcaklıkları arasında elastik özellikler sergilerler. Oda sıcaklığında, elastomerler önemli, geçici deformasyona neden olan küçük kuvvetlere dayanabilir. Kuvvet artık uygulanmadığında, makromoleküller neredeyse orijinal konumlarına geri döner.

Sıcaklık kontrol ünitelerimizin yardımıyla optimum şekilde işlenebilecek malzemeler aşağıda kısaca açıklanmaktadır.

---

Elastomer bileşikleri
Doğal ve sentetik kauçuklar, tam manasıyla malzeme değildirler. Sertleşmeden önce bir dizi başka maddenin eklenmesini gerektiren hammaddelerdir. Temel malzeme doğal kauçuğun yanı sıra, tüm elastomerler dolgu malzemeleri, plastikleştiriciler, işleme maddeleri, antioksidanlar, sertleştirme maddeleri, sertleştirme katalizörleri, aktivatörler, sertleşme geciktiriciler, pigmentler vb. gibi çok sayıda katkı maddesi içerir. Ortalama olarak, bir elastomer bileşiği 10 bileşenden 20 bileşene kadar bileşenden oluşur. Bu bileşenlerin toplamı, elastomer bileşiği olarak bilinir. Kullanılan doğal kauçuğun türü, vulkanize ürünün temel özelliklerini, özellikle yaşlanma kararlılığı ve soğuk esnekliği ile yağlar, yakıtlar, su ve solventler gibi ortamlara maruz kaldığında davranışını belirler. Elastikiyet ve sertlik gibi mekanik özellikler, aynı zamanda polimer bazının yanı sıra karbon siyahı veya açık dolgu maddeleri gibi dolgu malzemelerinin kullanımına da bağlıdır. Çeşitli katkı maddelerinin kullanılması, belirli özelliklerin değiştirilmesine (örn. sertlik) ve iyileştirilmesine (örn. soğukta esneklik, darbe direnci, sıkıştırma ayarı, ısı ve şişme direnci) olanak tanır. Elastomerlerin bileşimi oldukça karmaşıktır ve uygulamaya bağlı olarak değişir.

---

Elastomer köpükler
Köpürtülmüş elastomerler, vulkanize edilmemiş doğal kauçuk bileşiğine bir genleştirici madde eklenerek oluşturulur. Vulkanizasyon sırasında, gaz ayrılır ve bileşimi genişleten gözenekler oluşturur. Bu işlem, filtre, yastık, paketleme, şilte ve teknik malzeme gibi ürünler oluşturmak için kullanılır.

---

Kompozitler: Kauçuk-metal, kauçuk-plastik
Kalıplanmış kauçuk parçalar, elastomer bileşiklerinin mükemmel genleşme özellikleri sayesinde büyük miktarda tasarım özgürlüğü sağlar ve bu da daha da zor konturların kalıplardan çıkarılmasına olanak tanır. Kauçuklar çeşitli kompozitler yapmak için kullanılabilir. Kalıplanmış kauçuk parçalar ve metalik elemanlar veya kauçuk ve plastik kullanan kompozitler, önemli maliyet tasarrufları yapılmasına olanak tanır. Kauçuk-metal kompozit parçaların kalitesini etkileyen önemli bir faktör, uygun bir kompozit tekniğinin seçilmesidir. En ağır yükler altında bile elastomer tabaka metalik veya plastik malzemeden ayrılmamalıdır.

Kompozit parçalar aşağıdaki örnekler gibi birçok avantaj sağlar:

• Tekil parçaların toplam sayısında azalma ve böylece tek bir parçanın daha kolay kullanımı
• Montaj işlemi artık gerekli değildir, montaj işlemlerinden kaynaklanan hataları ortadan kaldırır
• Sıkıca bağlanmış bir kompozit sayesinde güvenilirlik ve işletim güvenliği
• Parçalar daha yüksek yüklere dayanabilir

Karıştırma / bileşik hazırlama
Bileşik iki aşamada oluşturulur. Son bileşik oluşturulmadan önce çapraz bağlayıcı ajanlar ve katalizörler eklenerek ve homojenlik sağlanarak hammaddelerin bir ön karışımı yapılır. Hem ön karıştırma hem de nihai bileşiğin oluşturulması, yoğurma makineleri veya haddeler kullanılarak yapılır. Bu işlemin nihai sonuçları, şekillendirme için kullanılabilen granül formundaki vulkanize edilmemiş doğal kauçuk bileşikleridir.

Şekillendirme
Şekillendirme, çeşitli farklı yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilir:

• Kalıba sıkıştırma
• Perdahlama
• Elle şekillendirme
• Kalıba enjeksiyon
• Ekstürzyon

Bu işleme aşaması, hem vulkanize edilmemiş yumrular hem de vulkanize edilmiş bitmiş veya yarı bitmiş parçalar üretir. Her iki varyant için de sıcaklık kontrolü, sıcaklık kontrol ünitelerimiz tarafından en uygun şekilde desteklenebilir.

Vulkanize
Sıcaklık kontrol ünitelerimiz vulkanizasyon için optimum destek sağlar. Vulkanizasyon, sünek doğal kauçuğun kauçuk-elastik bir duruma kimyasal ve fiziksel dönüşümüdür. Çapraz bağlama olarak da bilinen bu süreç, reaktif noktalarda makromoleküller arasında bağlantılar oluşturur. Vulkanizasyon, bir vulkanizasyon maddesi gerektirir. En eski ve en yaygın olarak kullanılan vulkanizasyon maddesi kükürttür. Bu işlemle üretilen kauçuk, ham kauçuk malzemeye kıyasla kalıcı elastik özelliklere sahiptir, mekanik bir yüke maruz kaldıktan sonra orijinal şekline geri döner, daha yüksek bir çekme mukavemetine, elastikiyete ve yaşlanma ve hava etkilerine karşı dirence sahiptir.

Kauçuğun esnekliği kükürt köprülerinin sayısına bağlıdır. Ne kadar çok kükürt köprüsü varsa, kauçuk o kadar sert ve daha az elastiktir. Kükürt köprülerinin sayısı, eklenen kükürt miktarına ve vulkanizasyon süresine bağlıdır. Kauçuk yaşlandıkça, bu kükürt köprülerinin yerini oksijen köprüleri alır; kauçuk böylece daha kırılgan ve gözenekli hale gelir.

Vulkanizasyon genellikle şekillendirme ile aynı işlem adımında gerçekleştirilir. Bu nedenle vulkanizasyon, ısıtılmış bir kalıpta veya özel bir vulkanizasyon fırınında gerçekleştirilebilir.

• Sıkıştırarak şekillendirme
  Basınçlı kalıplama, şekillendirilmiş kauçuk parçalar üretmenin geleneksel yoludur. Üretilecek parçaların miktarı için yeterli miktarda vulkanize edilmemiş doğal kauçuk bileşiği genellikle bir vulkanizasyon kalıbına manuel olarak yerleştirilir. Daha sonra kalıp kapatılır ve basınç uygulanır. Basınç ve sıcaklık, kalıp boşluğunu doldurmak için akan bileşiği yumuşatır. 140 ve 200 °C arasındaki sıcaklıklar kauçuk bileşiğini vulkanize eder. Vulkanize (çapraz bağlı) kısım artık daha çok bir termoplastik gibi davranır ve herhangi bir deformasyon olmaksızın kalıptan sıcak olarak çıkarılır. Kalıp, soğuduktan sonra bitmiş parçada büzülme olmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Enjeksiyon kalıplama ile karşılaştırıldığında, soğuk kauçuk bileşiği yalnızca kalıbın duvarları tarafından vulkanize etme sıcaklığına ısıtıldığından, sıkıştırma kalıplama işlemi genellikle çok daha uzun ısıtma süreleri gerektirir. Sıkıştırmalı transfer kalıplama, bunun daha ileri bir gelişimidir. Burada kalıplama bileşimi ayrıca enjeksiyon sırasında sürtünme kullanılarak ısıtılır. Bu, çapraz bağların oluşması için gereken süreyi kısaltır. Bu işlemin dezavantajı, daha yüksek aşınma sonucunda kalıp maliyetlerinin çok daha yüksek olması ve çapraz bağlı elastomerlerde daha büyük bir düşüş olmasıdır. Sıkıştırma kalıplama, sınırlı miktarlarda basit parçalar üretirken daha uygun maliyetlidir.
• Enjeksiyon transfer kalıplama (ITM)
  Enjeksiyon transfer kalıplama (ITM), kalıbın üst kısmındaki transfer ünitesinin, bir enjeksiyon kalıplama makinesinin enjeksiyon ünitesi aracılığıyla plastikleştirilmiş doğal kauçuk bileşiği ile doldurulduğu sıkıştırma transfer kalıplama işleminin bir çeşididir. Halihazırda plastikleştirilmiş bir doğal kauçuk bileşiğinin aktarılması, vulkanizasyon kalıbının daha eşit bir şekilde doldurulmasını mümkün kılar. Soğuk transfer kalıplama kanalları, şekillendirilmiş kauçuk parçalar üretmek için sıkıştırma kalıplama ve enjeksiyon transfer kalıplamada (ITM) kullanılır. Bir soğutma ortamı transfer ünitesini soğutur ve bir yalıtım plakası ile kalıptaki ısıtılmış vulkanizasyon bölgesinden termal olarak ayrılır. Soğutma ortamı olarak genellikle su kullanılır. Soğutulmuş bölgeden ısıtılmış bölgeye geçiş, meme elemanları aracılığıyla gerçekleştirilir. Nozul soğuk yolluklarından farklı olarak, transfer kalıplama soğuk kanalları ile kullanılan nozul elemanları tek tek değil, sadece tüm soğutma bloğu boyunca soğutulur. Transfer ünitesindeki elastomer malzeme her ürün döngüsünde vulkanize edilmez ve bir sonraki döngüde şekilli parçaların üretilmesi için kullanılabilir. Nozul soğuk kanalları çoğunlukla küçük kalibreler ve büyük hacimli parçalar ile kullanılırken, transfer kalıplama soğuk işlemleri yüksek kalibreler ve daha küçük hacimli kauçuk parçalar için daha iyidir.
• Perdahlama
  Perdahlama, haddeye benzer şekilde çalışır. Üst üste dizilmiş paralel makaralar sıcaklık kontrollü olabilir. Silindirler arasındaki boşluğun boyutuna bağlı olarak farklı kalınlıklarda film üretilebilir. Vulkanizasyon, ya preste bir otoklavda aralıklı olarak ya da bir vulkanizasyon makinesinde sürekli olarak gerçekleştirilir.
• Enjeksiyon kalıplama
  When using injection moulding to produce shaped rubber parts, the natural rubber compound is first pre-heated in a screw unit and plasticized (80 – 100 °C) and then injected into the heated mould via sprue channels. Two different types of machine are used: horizontal and vertical injection moulding machines. The injection process takes place either by directly pushing the screw in the cylinder or via a separate cylinder (injection ram). Compared to compression moulding, injection moulding is a more modern process and offers efficiency benefits due to it being fully automated. Plasticization in the injection unit results in significantly shorter heating times. The use of nozzle cold channels helps reduce wastage to a minimum.
• Ekstrüzyon
  Ekstrüzyon işleminde, doğal kauçuk bileşiğinin plastikleştirilmesi dönen vida tarafından gerçekleştirilir. Vida malzemeyi sıkıştırır ve ısıtır, bir ağızlıktan açıklığa doğru bastırır. Uygun bir kalibrasyon ünitesi ve vulkanizasyon ünitesinden geçtikten sonra, ekstrüdat gerekli uzunluklarda kesilir. Vulkanizasyon, basınçsız tuzlu su banyosu, UHF sıcak hava kanalı veya ayrı bir otoklavda gerçekleştirilebilir.