Vulkanizasyon

Vibriso   Vulkanizasyon kauçuk ve sülfür arasındaki günümüzde dahi halen tam olarak anlaşılamayan bir reaksiyonlar kompleksidir. Bu reaksiyonlar uzun bir miktar yer değiştirme enerjisine sahip moleküllerin birbirine bağlanıp meydana gelen ağ örgüsü sayesinde yer değiştirmeyen yapının elde edilmesidir. Bu reaksiyon sonucunda kauçuk molekül zincirleri arasında karşılıklı bağlanma meydana gelir. Böylelikle uygulanan dış kuvvet altında zincirlerin birbiri üzerinde kayması önlenerek istenilen elastik özellik malzemeye kazandırılmaktadır. Karışıma katılan kükürt miktarı düşükse (%0,5- %5) yumuşak kauçuk, yüksekse (%25-%35) sert kauçuk ya da ebonit elde edilir. Günümüz modern vulkanizasyon işlemleri 120-180°C sıcaklıklarında gerçekleştirilmekte ve vulkanizasyon işleminin özellikleri yanında kauçuğun fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirmek için çeşitli katkı maddeleri eklenmektedir.

Organik hızlandırıcılar, vulkanizasyon zamanını inorganik hızlandırıcılara göre (kurşun oksit, magnezyum, kalsiyum) çok büyük miktarda azaltmaktadır. Organik hızlandırıcılar vulkanizasyon zamanını kısaltmanın yanında daha düşük sıcaklıklarda vulkanizasyona izin vermekte ve vulkanizasyon işleminde gerekli sülfür miktarını azaltmaktadır. Daha sonraki yıllarda ultra hızlandırıcılar kullanılarak daha düşük sıcaklıklarda vulkanizasyon gerçekleştirilebilmiştir. Ayrıca organik hızlandırıcılar sayesinde kauçuğun dayanıklılığı artmış ve fiziksel özellikleri özellikle de kopma mukavemeti artmıştır. Tüm bunların yanında organik hızlandırıcıların maliyeti düşürmesi kauçuğun sanayide kullanımını arttırmıştır. Bu nedenle de organik hızlandırıcıların bulunması kauçuk sanayinde önemli bir yere sahiptir. Kauçuk sanayinde diğer önemli bir katkı maddesi de antioksidanlardır. Kauçuk malzemelerin dayanıklılığı organik hızlandırıcılar ile arttırılmasına rağmen antioksidanlar kauçuğun dayanıklılığını artırmada daha büyük öneme sahiptir.

Kauçuk sanayinde önemli üçüncü katkı maddesi ise karbon siyahıdır. Karbon siyahı uzun yıllardan beri renklendirici olarak kullanılmasına rağmen ilk defa 1914 yılında malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirdiği ve özellikle de yüksek oranda sürtünmeye maruz parçaların aşınma ve yırtılma dirençlerini arttırdığı bulunmuştur. Kauçuk kullanımının en fazla olduğu otomobil tekerleklerinde karbon siyahı katkı maddesinin kullanımı, malzemenin mekanik özelliklerini arttırması yanında tekerleğin ömrünü de oldukça arttırmıştır. Kauçuk ve vulkanizasyon ile ilgili kısa bilgilerden sonra bu bildiride ilgilenilen referanslar için süreç ise şu şekilde akmaktadır. Kauçuk hamur hanesinde üretilen hamur, vulkanizasyon işlemiyle metalle birleştirilmektedir. Bu birleştirme esnasında ve hamur üretimi esnasında kauçuğun kendi yapısından kaynaklanan iç gerilmeler ve kimyasal reaksiyonlar sonucu hatalar oluşmaktadır.

Oluşan bu hatalar farklı değişkenlere bağlı olup sistemin istenilen düzeyde parça üretmesini engellemektedir. Bu değişkenler genel olarak sıcaklık, hamur sertliği, basınç, pişme süresi, makine tipi vb. gibi değişkenlere bağlıdır. Bu bildiride değişkenlerin süreci nasıl etkilediği istatistiksel yöntemlerle belirlenir. Kauçuk malzemeler visko elastik davranış gösterdikleri için diğer mühendislik malzemeleriyle kıyaslandığında mekanik özellikler yükleme hızı ve sıcaklıktan daha çok etkilenir. Zaman faktörünün göz önünde bulundurulduğu sürünme ve gerilme gevşemesi özelliklerinin belirlenmesi ön plana çıkar. Karbon siyahı konsantrasyonunun ve farklı sıcaklık ve süreler için uygulanan yaşlandırma işleminin kauçuğunun çekme dayanımı, uzama, sertlik değerleri ve yırtılma dayanımına etkileri üzerine çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Vulkanizasyon sırasında kauçuğa, vulkanizasyon için gerekli zaman ve kükürt miktarını azaltan hızlandırıcılar, yaşlanmayı geciktiren antioksidanlar, mekanik dayanımı arttıran ve/veya ekonomi sağlayan dolgu maddeleri ile ayrıca yumuşatıcılar ve yağlayıcılar katılır. Vulkanizasyon sırasında kükürt oranının tek değişken olarak alınmaması, pişirici madde miktarı ile bir arada değerlendirerek pişirme sistemlerinin seçilmesi gerektiği görülmüştür. İşletmede esneme problemleri yaşanılan parça için deneysel tasarım uygulanır. Seçilen parçanın malzemesinin hamuru, işletmenin kendi bünyesinde ön şekillendirmeye tabi tutulur. Ve bu şekilde hamurumuz üretime hazır hale getirilir.



VULKANİZASYON ANALİZİ  

Firmamızın ürettiği titreşim sönümleyiciler (shock mount) birçoğu kauçukla beraber işleme giren metal bileşenlerden oluşmaktadır. Vulkanizasyona girecek olan metal parçalar tedarikçilerden temin edilmektedir. Bu metaller ilk olarak giriş kalite kontrolde (GKK) belirli yöntemlerle tolerans ölçümlerden geçirildikten sonra parçaların üretime geçip geçmeyeceğine karar verilir. Kabul edilen metaller, metallerin yüzey hazırlık işlemleri tedarikçimizle, yapıştırıcı ilavesi firmamız bünyesinde gerçekleşmektedir

Yüzey işlemi tamamlanmış ve yapıştırıcı ilavesi uygulanmış metaller üretim onayı için önce gözle kontrolü ve yapıştırıcı kalınlığının ölçümleri yapıldıktan sonra üretime girmesi için üretim hammadde deposunda bekletilmektedir. Kauçuk imalatı, işletmede yer alan hamur ön şekillendirme bölümünde, her farklı hamur için gerekli şartname kontrolleri yapılarak, kauçuk hammadde deposundan çıkan hamur önce kauçuk laboratuarında gerekli deneyler ve uygunluk testleri yapıldıktan sonra onay alan hamur, bu bölümde işlenir ve vulkanizasyon işlemine hazır hale getirilir.

Vulkanizasyon işleminden sonra en az 24 içinde reaksiyonunu tamamlanmış ürünler, kontrol için kalite kontrol test laboratuvarına gönderilir.

Vulkanizasyon üretimi sırasında test ve ölçüsel kontrolleri yapılmış parçalar yeterli spesifikasyon değerleri içinde ise üretimin devam etmesi yönünde karar verilir. Eğer parçanın esneme, mukavemet, ömür, vb. limitleri müşteri isteği dışında ise üretim durdurulur. Eğer sorun hamurun yapısından kaynaklanıyorsa, hammadde karantina bölgesine kaldırılarak iade edilir. Tekrar aynı süreçlerden geçen yeni uygun hamur vulkanizasyona hazır hale geldiğinde üretime gönderilir. Üretim laboratuarında hata çıkmayıncaya kadar bu işlemler tekrarlanmaktadır. Daha sonra çeşitli kaplama yöntemleri ile kaplanarak %100 göz kontrolü yapıldıktan sonra teslimata hazır parça halini alan ürünler satışa hazır hale gelir.