Guma i gumeni materijali: guma, ebonit, gutaperka, balata
Guma Ovo je generički naziv pod kojim se prodaje produkt zgrušavanja mliječnog soka koji izlučuju određene tropske biljke. Ove biljke uključuju brazilsku heveu (Hevea brasiliensis) i njoj srodne vrste. Oko 9/10 svjetske proizvodnje gume dolazi od divlje i plantažne heveje.
Plantažna guma je kvalitetnija od divlje gume. Komercijalna guma ima različite nazive, a najvrijedniji tip je "para-guma". Kemijski, glavna komponenta gume je ugljikovodični sastav (S10Z16)n. Trenutno se sintetička guma proizvodi u velikim količinama polimerizacijom izoprena (C538). Kaučuk je topiv u benzinu, benzenu, ugljikovom disulfidu itd.
I prije otkrića Brazila domorodački Indijanci imali su "gumene lopte", boce od neraskidivog materijala, a za praznike su za rasvjetu koristili baklje koje su dugo gorjele, ali su puštale puno čađe i imale oštar miris. Izrađene su od mliječno bijelih "suza" kaučukovca.
Uzorke ovog materijala u obliku gumenih suhih kolača donio je kući francuski istraživač i znanstvenik Charles Marie de la Condamine 1744. godine tijekom britanske pomorske blokade Francuske. No, guma je dobila industrijsku važnost tek nakon što je američki kemičar Charles Nelson Goodyear 1839. uspio gumu sumporom pod djelovanjem topline pretvoriti iz plastičnog u elastično stanje (gumu).
Kao rezultat procesa vulkanizacije i proizvodnje ebonita, 1848. godine postao je utemeljitelj moderne industrije gume. Godine 1898. osnovana je tvrtka Goodyear Tire & Rubber Company u Akranu, Ohio. I danas je jedan od najvećih proizvođača gume i proizvoda od sintetičke gume u svijetu.
Prerada gume
U svom čistom obliku, guma se ne koristi, već se prethodno pomiješa s raznim tvarima, od kojih sumpor igra glavnu ulogu. Dobivena smjesa se oblikuje i vulkanizira. Miješanje se vrši mljevenjem gume na valjcima, uz postupno dodavanje jedne ili druge tvari.
Sastav gumene mase može uključivati sljedeće tvari:
-
guma;
-
surogati kaučuka (reklamacija — stara guma i činjenice — sumporom vulkanizirana masna ulja);
-
punila (cinkov oksid, kreda, kaolv, itd.);
-
sumpor;
-
ubrzivači vulkanizacije;
-
omekšivači dodani s velikim postotkom punila (parafin, cerezin, asfalt, itd.);
-
bojila.
U elektrotehnici se koristi meka guma, s visokim udjelom punila (do 60% i više), ali s niskim udjelom sumpora, i tvrda guma - guma od roga, ebonit, s visokim udjelom sumpora.
Guma
Kaučuk je mješavina kaučuka i sumpora obrađena na povišenoj temperaturi. Izuzetno fleksibilan, elastičan, potpuno vodootporan materijal s visokim izolacijskim svojstvima.Proizvodi se u obliku listova različitih debljina i naširoko se koristi za izolaciju žica. Negativne kvalitete su niska otpornost na toplinu i otpornost na ulje.
Vulkanizacija Ja sam
Za električne proizvode koristi se ekstremno vruća vulkanizacija. Temperatura vulkanizacije je 160-170 °C za tvrdu gumu i 125-145 °C za meku gumu. Vrijeme vulkanizacije ovisi o vrsti proizvoda i njihovoj veličini.
Kako bi se ubrzao proces vulkanizacije, u smjesu šljama dodaju se posebne tvari organskog i anorganskog podrijetla - ubrzivači. Te tvari uključuju okside nekih metala kao i neke složene organske spojeve. Imam akceleratore koji ne samo da smanjuju vrijeme vulkanizacije za 4-6 puta, već također daju homogeniji proizvod iu svakom pogledu najbolje kvalitete.
Usitnjena svojstva gume
Svojstva gume ovise o njezinoj vrsti, vrsti punila, količini sumpora, vremenu vulkanizacije itd. Povećanje sadržaja sumpora povećava kut dielektrične konstante i kut gubitka. Od nečistoća na električna svojstva najštetnije djeluje čađa, a najmanje mljeveni kvarc.
Oudsmruch aboutbkapacitivni otpor je u prosjeku 1014 — 1016 Ohm x cm… Dielektrična konstanta od 2,5 do 3. Električna čvrstoća za sirovu gumu — 24 kV/mm, za vulkaniziranu gumu — 38,7 kV/mm… Tangens gubitka za vulkaniziranu gumu 0,005 — 0,02. težina čiste gume 0,93 — 0,97, mješavina gume — 1,7 — 2. Privremena otpornost otpora NSi rastezanje dobre gume — 120 kg / cm2, osim toga, kada se trga, guma se produžuje 7 puta .
Meka guma je uglavnom izolacija žica, za proizvodnju cijevi, traka, rukavica itd.Tijekom električnih radova široko se koristi izolacijska traka, koja je jednostavna obična traka prekrivena s jedne strane gumenom ljepljivom masom.
Ebonit
Također se naziva tvrda guma. Najbolje marke ebonita sadrže 75% čiste gume i 25% sumpora. Neke sorte također sadrže obnavljanje i punila. Ponekad se, međutim, dodaju punila za promjenu svojstava ebonita u željenom smjeru, na primjer, imer za povećanje njegove otpornosti na toplinu.
Oudsmruch about bKapacitivni otpor najboljih vrsta ebonita ide do 1016 — 1017 Ohm x cm. Površinski otpor do 1015 Ohm... Međutim, površinski otpor se značajno smanjuje s produljenim izlaganjem svjetlosnim zrakama. Kako bi se smanjio ovaj učinak, površinu ebonita treba dobro polirati.
Do starenja dolazi zbog oslobađanja slobodnog sumpora iz ebonita, koji se spaja s atmosferskim kisikom i vlagom dajući sumpornu kiselinu. Za obnavljanje površine. ebonit se prvo ispere amonijakom, a zatim više puta destiliranom vodom.
Električna čvrstoća eboint-a je od 8 do 10 kV / mm pri debljinama reda veličine 5 - 10 mm ... Maksimalna čvrstoća na savijanje od 400 do 1000 Kilograms / ° Cm2 ... Privremena otpornost na udarno savijanje 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Otpornost na toplinu 45 — 55 °C.
Poduzeća koja proizvode ebonit obično proizvode nekoliko njegovih varijanti. Što je klasa niža, to sadrži više zamjena za gumu i punila. Ebonit se široko koristi u elektrotehnici. Ebonit se prodaje u pločama, šipkama i cijevima.
Posebne vrste ebonita uključuju acestonit i vulkanski azbest.Njihova se proizvodnja malo razlikuje od proizvodnje ebonita, naime: budući da se azbestna vlakna potpuno melju valjcima, guma se otapa u benzinu, a zatim se miješa s azbestom i drugim punilima. Takve smjese mogu sadržavati vrlo malo gume, do 10%, zbog čega otpornost na toplinu ovih proizvoda može porasti do 160 °C.
Ebonitni prah koristi se za proizvodnju plastike od koje se prešaju razni izolacijski dijelovi.
Sintetička umjetna guma
U modernoj industriji kabela preferira se ne prirodna guma, već njezine sintetičke vrste i mješavine. Ove smjese daju specifična svojstva izolacijskom sloju i plaštu gotovih proizvoda (žica, žica i kabela). Smjesama se dodaju aditivi koji ubrzavaju reakciju umrežavanja, te pigmenti boja i aditivi koji štite konačni proizvod od starenja.
Postoji nekoliko vrsta sintetičkog kaučuka — karboksilatni, polisulfidni, etilenpropim itd. Električna svojstva sintetičkog kaučuka slična su prirodnim, ali su mehanička svojstva niža.
Gutaperka
Gutaperka je proizvod koagulacije mliječnog soka nekih biljaka koje rastu na otocima Malajskog arhipelaga.
Gutaperka sadrži 20-30% smola i 70-80% gume s ugljikovodicima, a po kemijskom sastavu je bliska prirodnoj gumi. Ali budući da rođaci nisu uvijek slični, gutaperka se također ponaša drugačije od prirodne gume. Na temperaturi od 50-70 OC gutaperka postaje plastična, ali ne i elastična, kao guma, te se stvrdne kada je izložena hladnoći.
Gutaperka ne zacjeljuje. Počinje omekšavati na 37 °C, na 60 °C postaje potpuno plastičan, a na 130 °C se topi. Oudsmruch volumetrijski otpor 1014 — 1016 Ohm x cm.
Jedan je od najstarijih elektroizolacijskih materijala. Od 1845. telegrafske žice u Velikoj Britaniji izolirane su gutaperkom, uklj. za izolaciju podvodnih vodova.
Podvodni telegrafski kabel 1864
Sedamdesetih godina XIX stoljeća pojavile su se prve tvornice kabela u inozemstvu i Rusiji. Ove tvornice uglavnom proizvode izoliranu žicu za telegraf, a nekoliko ih proizvodi gutaperkom izolirane podmorske telegrafske kabele.
Korištenje novih sirovina kao što su guma, gutaperka i balata podupirao je Franz Klout (1838. - 1910.), rođen u Kölnu, koji je postao inovator i najvažniji začetnik industrije gume u Njemačkoj.
Eksperimente s gutaperkom kao izolacijskom oblogom izveo je i Werner von Siemens, koji ju je želio koristiti za podzemne kabele. Tijekom trogodišnjih ispitivanja u ime njemačke vlade, pokazalo se da gutaperku uništavaju prirodne agresivne tvari zemlje i nakon kratkog vremena gubi izolacijska svojstva u podzemnim vodama.
Kao izolator za jezgru strujnog kabela, gutaperka je trajala relativno kratko, jer je izolacija postajala tvrda na hladnoći i mekana pod utjecajem topline, bila je skupa i stoga nije mogla biti idealna (vidi - Što su kabelski proizvodi).
Prekrivanje vrpce gutaperkom. Greenwich, 1865-66. Slika R. C. Dudleya
U to su vrijeme žile bile položene u cijevi od željeza i olova i omotane trakama od pamuka, lana ili jute. A 1882. godine pojavila se ideja da se ti materijali koriste za izolaciju. U tu svrhu stvorena su sredstva za impregniranje na bazi vazelina s dodatkom prirodnih smola za zgušnjavanje.
Tada korištena preša za gutaperku postala je hidraulička preša za olovo, pomoću koje se olovna obloga nanosila izravno na jezgru i nije bilo potrebe za korištenjem željeznih cijevi.
Plašt je zaštićen od korozije jutom impregniranom bitumenom, koja je omotana oko kabela. Kao mehanička zaštita korištena su dva pocinčana željezna lima impregnirana bitumenom i postavljena preklopno. Za potpunu zaštitu od korozije ponovno su obložene jutom impregniranom bitumenom.
Bitumen je jedan od proizvoda koji već desetljećima ostavlja crne tragove na rukama instalatera podzemnih kabela. Budući da je, poznat kao "zemljani katran" ili "kameni katran", vađen kao "prirodni asfalt", a danas se uglavnom oslobađa tijekom vakuumske destilacije nafte, korišten je već 2500. godine prije Krista pod nazivom "asfalt" stanovnici Mezopotamije za pečate između dasaka paluba svojih brodova. Također se koristi kao prethodnik linoleuma za izolaciju podova od prodiranja vlage.
Bala
Balata, proizvod povezan s gumom i gutaperkom, kopa se u Venezueli. Svojstvima je blizak gutaperki i koristi se kao dodatak njoj i gumi.Bala sadrzi vise prirodnih smola od gume i gutaperke i za razliku od gume ne otvrdnjava. Koristi se u velikim količinama kao impregnacija u proizvodnji remena za prijenos snage i pokretnih traka.
Vidi također: