Proje Adı: Doğal yapıştırıcı mı yoksa sentetik mi?
Proje Amacı: Bu çalışma ile, günlük hayatta kullandığımız doğal maddelerden elde edilen doğal yapıştırıcıların sentetik yapıştırıcılara göre sağlamlıklarının karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Giriş:
Yapıştırıcıların sağladığı yapışma olayı aslında kimyasal bir tepkimedir. Tabiatta evini yapan arı, kayalara ve gemilerin su altındaki kesimlerine tutunan midye gibi doğal yollar ile çok iyi yapıştırıcı üreten çok sayıda canlıya rastlamak mümkündür.
Yapıştırıcılar, iki maddeyi birleştiren moleküllerdir. Doğal ya da sentetik olabilen bu malzeme, uzun zincir seklindeki dallanmış yapısıyla üzerine sürüldüğü maddelerin molekülleri arasına girer ve iki madde arasında birbirini tutan bağlar oluşturur. Bu nedenle arasına yapıştırıcı sürülmüş iki madde birleşik hale gelir. Günümüzde yaygın olarak sentetik yapıştırıcılar kullanırken, sanayi devrimine kadar sadece doğal yapıştırıcılar kullanılıyordu.
Arkeologların yaptıkları araştırmalara göre günümüzden 6000 yıl önce bazı bitkilerden elde edilen reçine ve sakızlarla yapıştırılmış kırık seramik kaplar bulunmuştur. İnsanoğlu var olduğu günden beri kendini düşmanlardan korumak ya da besin toplamak için çeşitli aletler yapmaya başlamış, daha sonra diğer ihtiyaçlarını da karşılamak için bu yeteneğini geliştirmiştir. Üretim sürecinde her zaman çevresindeki kaynakları kullanan insan, nesneleri birbirine yapıştırmak ya da onları daha sağlam kılmak için yapışkan özelliğe sahip malzemelerden yararlanmıştır.
Yaklaşık 5000 yıl önce Mısırlılar ahşaptan mobilyalar yapmak için yapıştırıcıdan yararlanılmıştır. Firavun mezarlarında bulunan örneklerden ve taşlara resmedilmiş yapıştırıcı kullanan insan figürlerinden Eski Mısır?da yapıştırıcı kullanıldığı bilinmektedir. Ayrıca mumyalama işleminde de başta sedir ve ardıç ağaçlarının reçinesi olmak üzere yapıştırıcı özelliğe sahip çeşitli malzemeler kullanılmaktaydı. Sümerlerin de çeşitli hayvan ve bitkilerden elde ettikleri yapıştırıcıları kullandıkları bilinmektedir. Eski Yunanlılar ve Romalılar ise yapıştırıcıları mobilya yapımından ziyade taban ve duvar mozaiklerini sabitlemek için kullanıyorlardı.
Eski Mısır ve Sümerlerin kullanmış olduğu geleneksel yapıştırıcılar, günümüzde az da olsa kullanılmaya devam etmektedir. Sentetik yapıştırıcılar her ne kadar doğal yapıştırıcıların yerini alsa da, yeşil teknikle üretilen doğal yapıştırıcılar günümüzde antikaların tamirinde, çeşitli yapıların restorasyonunda, müzik aletleri yapımında ve diğer küçük işlerde kullanılmaya devam etmektedir. Organik yapılarıyla bu maddeler insan sağlığına ve uygulandıkları yüzeye zarar vermedikleri gibi, çevre koşullarına da daha dayanıklı oldukları için, sentetik yapıştırıcılardan daha uzun ömürlüdür.
Günümüzde sentetik yapıştırıcıların insan sağlığına birçok zararı olduğu bilinmesine rağmen, bu yapıştırıcılar doğal yapıştırıcıların yerini almıştır. Özellikle küçük yaştaki ve ilköğretim çağındaki çocukların sentetik yapıştırıcıları kullanması ile yapıştırıcıların içeriğindeki kimyasal maddelerin ciltte temas yoluyla oluşturdukları zararların yanında, kokularıyla da bağımlılık yaratan etkileri bulunmaktadır. Yaptığımız proje ile en azından günlük hayatta kullandığımız basit yapıştırma işlemlerinde sentetik yapıştırıcılar yerine doğal yapıştırıcıların kullanımının yaygınlaşacağına inanıyoruz.
Kullanılan yöntem: Bu çalışmada doğal malzemeler kullanılarak 6 çeşit yapıştırıcı elde edilmiştir.
Yapıştırcı 1:Bir miktar pirinç haşlanıp 1-2 gün bekletildi.Elde edilen pirinç lapası bir tahta parçasıyla ezilip ara sıra ezilen pirinçlere su damlatılarak ezme işlemine devam edildi. Tamamen ezilmiş pirinçler bir süre sonra suyun da etkisiyle kıvam kazanarak yapıştırıcı haline geldi.
Yapıştırcı 2: Pirinç lapasından elde edilen yapıştırıcının yapışkanlık özelliğini biraz daha arttırmak için bir miktar buğday nişastası eklendi ve bunun yapıştırma özelliğini arttırdığı gözlemlendi.
Yapıştırcı 3: 1 adet yumurta akı, 15 gram buğday nişastası, 15 gram şeker ve 15 damla limon suyu cam bir beherde karıştırılarak yapıştırıcı elde edildi.
Yapıştırcı 4: 1 su bardağı süt üzerine yaklaşık 30 ml sirke eklendi. Daha sonra hafif ateşte ısıtılarak sütün kesilmesi sağlandı. Oluşan heterojen karışım filtre kağıdı yardımıyla süzüldü. Filtre kağıdında kalan yapıştırıcının ana maddesine bir miktar karbonat eklenerek sağlamlığı arttırıldı.
Yapıştırcı 5: Bir kabın içerisine 1/4 bardak soğuk su ve 1/4 bardak un konularak karışana kadar iyice çalkalandı. Oluşan karışım kaynatılarak içine 1/2 çay bardağı şap ilave edildi. Sonra 3/4 bardak sıcak su eklendi. Orta ateşte tekrar kaynayıncaya kadar karıştırıldı. Ocaktan alıp soğutulduktan sonra yapıştırıcı kullanabilir hale geldi.
Yapıştırcı 6: Çam reçineleri toplanarak sıcak su ilavesiyle eritildi.Oldukça yapışkan bir madde elde edildi.
Hazırlanan 6 adet doğal yapıştırıcı örneğinin yapışkanlık özelliklerini test etmek amacıyla hem nitel hem de nicel gözlem yapılmıştır;
Nitel Gözlem:Hazırlanan 6 adet doğal yapıştırıcı örneklerinden az miktarda yapıştırıcı, ince film tabakası şeklinde ayrı ayrı saat camı üzerine yayıldı. Bir süre sonra kurumaya başlayınca yapışkanlık özelliklerini tespit etmek kolaylaştı. Hazırlanan tüm örneklerin yapışkanlık özelliği olduğu gözlemlendi.
Nicel Gözlem:Hazırlanan doğal yapıştırıcıların herbiri ayrı ayrı kullanılarak eşit büyüklükteki iki kağıt parçası birbirine yapıştırıldı ve kurumaya bırakıldı. Aynı büyüklükteki kağıtlar sentetik bir yapıştırıcı olan Pe??gom kullanılarak birbirine yapıştırıldı ve kurumaya bırakıldı. Daha sonra 5N luk ölçme kapasitesine sahip bir dinamometre yardımıyla yapıştırılan kağıtların dayanabildikleri çekme kuvveti belirlendi.
DENEY ÖLÇÜMLERİNİN SONUÇLARI
Hem sentetik hem de doğal yapıştırıcı örnekleri için 5 farklı deneme yapılmıştır.
A) PE??OM İLE: Yapıştırılan kağıtların 2,5N-5N arasındaki çekme kuvvetine dayanabildiği, bunun üzerindeki bir kuvvet uygulandığında kağıdın koptuğu gözlenmiştir.
B) DOĞAL YAĞIŞTIRCILAR
1 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE: 5 Newtonluk kuvvette kopma belirtisi göstermedi.
2 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE:3,5 Newtonluk kuvvette hafifçe kopmaya başladı ancak 5 Newtonu aşmasına rağmen tamamen ayrılmadı.
3 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE:1 Newtonluk kuvvette koptu.
4 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE:3 Newtonluk kuvvette kopmaya başladı ve 5 Newtonda koptu.
5 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE: 5 Newtonluk kuvvette kopma belirtisi göstermedi.
6 NUMARALI YAPIŞTIRICI İLE: 5 Newtonluk kuvvette kopma belirtisi göstermedi.
Proje Bütçesi: Projede hazırlanan yapıştırıcılar evde kullanılan malzemelerden temin edildiği için herhangi bir harcama yapılmamıştır.
Sonuçlar ve Değerlendirme: Hazırlanan doğal yapıştırıcıların sağlamlıkları karşılaştırıldığında 1,5 ve 6 Nolu yapıştırıcıların en sağlam olduğu görülmüştür. Yapılan sağlamlık testi doğal yapıştırıcıların da sentetik yapıştırıcılar kadar sağlam yapıştırabildiklerini hatta bazılarının daha da güçlü bir yapıştırıcı olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlara göre basit işlemler kullanılarak hem ucuz, hem sağlıklı hem de dayanıklı doğal yapıştırıcılar elde edilebilir. Sentetik yapıştırıcıların içlerinde bulunan solventlerin insan sağlığı için ne kadar zararlı olduğu düşünüldüğünde özellikle küçük yaş gruplarındaki çocukların sentetik yerine doğal yapıştırıcıları kullanmaları çok daha yerinde bir karar olacaktır.
Yapılan proje çalışması elde edilen doğal yapıştırıcılar farklı türdeki sentetik yapıştırıcılarla da karşılaştırılarak geliştirilebilir. Ayrıca daha sağlam bir yapıştırıcı elde etmek için dayanıklılığı en fazla olan yapıştırıcı örnekleri farklı oranlarda karıştırılarak sonuçlar değerlendirilebilir ve daha sağlam bir yapıştırıcı elde edilebilir.
