Ömrünü Tamamlamış Otomobil Lastiklerinin Devulkanizasyonu Ve Farklı Alanlarda Kullanılabilirliğinin

Ömrünü Tamamlamış Otomobil Lastiklerinin Devulkanizasyonu Ve Farklı Alanlarda Kullanılabilirliğinin

Ömrünü Tamamlamış Otomobil Lastiklerinin Devulkanizasyonu Ve Farklı Alanlarda Kullanılabilirliğinin Araştırılması
Ekonomik ömrünü tamamlamış, çevresel kirlenmelere neden olan ve henüz etkili bir şekilde geri dönüşümü olmayan otomobil lastikleri (ÖTL) ile ilgili problemler her geçen gün artmaktadır. Bu projenin amacı büyük bir çevre kirliliğine ve kaynak israfına neden olan atık otomobil lastiklerinin farklı amaçlarla kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Otomobil lastikleri üretilirken, lastik hammaddesi olan kauçuk, vulkanizasyon işleminden geçirilmekte ve dayanıklılık kazandırılmaktadır. Kauçuğa dayanım veren vulkanizasyon işlemi ne yazık ki tekrar kullanımını engellemektedir. Bu nedenle atık lastiklerin tekrar kullanılabilmesi için kükürt bağlarının kırılması yani devulkanizasyonu gerekmektedir. Bu proje kapsamında doğranmış olarak alınan atık otomobil lastiğinin devulkanize edilerek dekoratif yer döşemesi olarak ayrıca endüstride farklı alanlarda  (yarış pistlerinin kaplanması, çocuk park oyun alanlarının kaplanması, karting pistleri vb.) yeniden kullanılabilirliği amaçlanmıştır.

Küresel çevre sorunlarından biri olan atık lastiklerin bertarafı özellikle gelişmiş ülkelerde ciddi bir problem olarak varlığını sürdürmektedir. Atık lastiklerin nakliyesi, depolanması ve çevreye zarar vermeden saklanması büyük maddi külfetler oluşturmaktadır. Bu problem üzerine dünyanın birçok yerinde çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, devulkanizasyon yöntemi ile ömrünü tamamlamış lastiklerden değerlendirilebilecek ürün elde edinebilirliği araştırılmıştır. 2007 yılında yürürlülüğe giren (ÖTL) kontrolü yönetmeliğinde; bisiklet ve dolgu lastikleri hariç, ömrünü tamamlamış diğer tüm lastiklerin atıklardan ayrı olarak toplanması, taşınması, geçici depolanması, geri kazanılması, bertarafı, ithalatı, ihracatı ile transit geçişine ilişkin yasal sınırlama ve yükümlülükleri, alınacak önlemler, yapılacak denetimler, tabi olunacak hukuki ve cezai sorumluluklar belirlenmiştir. Geri dönüşümle tekrar ekonomiye kazandırılabilecek olan ÖTL’lerin Türkiye'de yıllık olarak ortaya çıkan miktarı 180.000 ton ile 200.000 ton civarında olup, şu anda miktar geçmiş yıllardan gelenlerle birlikte yaklaşık 500.000 ton civarındadır. Lastik üretiminde kauçuk kullanımı Avrupa’da kauçuk ilk defa 18. yüzyılda ortaya çıkmış ve silgi, yapışkan ve hortum yapımında kullanılmıştır. Materyalin ekonomik olması geçtiğimiz yüzyıl ortalarında Charles Goodyear tarafından "vulkanizasyon”un keşfi ile olmuştur. Kükürtle ısıtılınca yapışkan ve gevşek malzeme sert ve elastik hale gelmiştir.

Lastik üretiminde kullanılan materyaller olağanüstü kuvvetlidir ve binlerce mil asfalt yoldaki abrasif temasa dayanıklı olacak şekilde dizayn edilmişlerdir. Eski lastiklerin geri kazanımı için çeşitli teknikler mevcuttur. Bunlar aşınmış kaplamanın tekrar yapılmasından lastik içindeki kauçuk, çelik ve tekstilin parçalanmasına kadar olanları içermektedir. Eski lastiklerin geri kazanımı ile sağlanan enerji tasarrufu ve yağ, kauçuk, çelik, tekstil gibi hammaddelerin korunmasının yanısıra bertaraf esnasında oluşan çeşitli problemler de önlenir.

Çalışmamızın literatürdeki çalışmalardan farkı lise öğrencilerinin laboratuar şartlarında kendimizin yapabildiği bir çalışma olması ve devulkanizasyon işlemini yapmamızdır. Elde edilen devulkanize üründen sokak lambalarının direklerini kaplayabilecek bir malzeme önermekte ve böylece araba çarpmalarında hasarı azaltarak yararlı bir proje olacağını düşünmekteyiz. Devulkanizasyon, sabit güçte ve farklı sürelerle yapılmıştır. Vulkanizasyonla oluşan üç boyutlu ağ yapısı nedeniyle tekrar eritilerek kullanılabilmesi mümkün olmamaktadır. Bu vulkanize kauçukta var olan çapraz bağlar kırılarak veya polimerin ana zinciri kırılarak ya da her ikisi birlikte meydana gelerek gerçekleşmektedir. Ancak devulkanizasyonda amaç, ana zincir yapısına zarar vermeden yani depolimerizasyon yapmadan sadece vulkanizasyonla oluşan S-S ve C-S çapraz bağlarını koparmaktır.
Kauçuk fabrikasından ÖTL’lerin içindeki kauçuk, çelik ve tekstilin parçalanması sonucu elde edilen granül ve toz lastikten örnekler alınmıştır. Alınan 10 g granül örneğine yüksek basınçlı reaktör içerisinde yaklaşık 0,5g Na metali ve 100mL toluen ilave edilmiş ve 150 °C’ de 48 saat kum banyosunda karıştırılmıştır. 48 saat sonra reaktörden alınan ürün metanol içerisine alınmış, devulkanize kauçuğun çöktürülmesi ve reaksiyona girmemiş olan Na metalinin deaktivasyonu sağlanmıştır. Elde edilen örnek 3 gün vakum etüvünde tutularak kurutulması sağlanmıştır. İşlenmiş ve işlenmemiş ürünler spektroskopik ve termal olarak incelenerek sonuçları karşılaştırılmıştır. S-S ve C-S bağlarını devulkanizasyon yöntemi ile kırabildiği tespit edilmiştir. Ana zincir yapısına zarar vermeden çapraz bağların koparılmasında en uygun yöntemin devulkanizasyon yöntemi olduğunu öğrenilmiştir.

Spektrofotometrik ölçümleri alınarak pikler incelenmiştir. Çalışma sonucunda,  IR spektrumunda devulkanizasyon sonucunda kükürt bağlarının kırıldığı lastik geri dönüşümünün sağlandığı belirlenmiştir. Yapılan termal analiz ölçümünde ise vulkanize ürün ve devulkanize ürün eğrileri karşılaştırıldığında devulkanize ürünün dayanıklılığının azaldığı bu da kükürt bağlarının kırıldığını göstermiştir. Yapılan çalışmada elde edilen bulgular ışığında; ülkemizde ve dünyada büyük çevresel ve ekonomik zararları olan ömrünü tamamlamış lastiklerin üretiminde, devulkanizasyon yönteminin değerlendirilebilir ürün eldesi açısından alternatif bir yöntem olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Kaynaklar: Literatür taraması kapsamında konu ile alakalı kitaplar, makaleler, tezler taranmıştır. Ardından bilgi toplamak amacıyla İnönü Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümüne ve Malatya Organize Sanayi Bölgesinde atık otomobil lastiği öğütme işletmesine gidilmiştir. Lastik öğütme fabrikasında yapılan işlemler yerinde görülerek, yetkililer ve çalışanlarla görüşülüp atık otomobil lastiklerinin toplanma-parçalanma süreci hakkında bilgi edinilmiş ve örnekler alınmıştır.  Sugözü, İ., Mutlu, İ., (2009), Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi, Ünlü, H., (2006), Otomotiv Endüstrisinde Oluşan Tehlikeli Atıkların Geri Kazanım, Y. Lisans tezi, Yeşilata, B., Bulut, H., Turgut, P., Demir, F., (2007), Atık taşıt lastiklerinin geri kazanımı ve yalıtım amaçlı kullanımı, MMO tesisat mühendisliği dergisi, Adhikari, B., De, D. ve Maiti, S., (2000), Reclamation and Recycling of Waste Rubber, Progress in Polymer Science, Karabörk, F., Akdemir, A., (2013), Atık Taşıt Lastiklerinin Parçalanması ve Lastik Tozunun Karakterizasyonu, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Karabörk, F., Akdemir, A., (2011),  Atık Taşıt Lastiklerinin Devulkanizasyonla Geri Kazanımı, Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi (TATED), Ömrünü Tamamlamış Lastiklerin (ÖTL) Kontrolü Yönetmeliği, (2006), Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Sutanto P., (2006), Development of a Continuous Process for EPDM Devulcanization in an Extruder, Doktora tezi.



Danışmanlar:
Doç. Dr. Ahmet GÜLTEK ve Dr. İnci GÖRÜR
TED Malatya Koleji Özel Lisesi Öğrencileri: Asya ALTAN, Gül Zozan ÇETİN