Gummi och gummimaterial: gummi, ebonit, guttaperka, balata

Sudd Detta är det generiska namnet under vilket koaguleringsprodukten av mjölksaften som utsöndras av vissa tropiska växter säljs. Dessa växter inkluderar den brasilianska hevea (Hevea brasiliensis) och dess besläktade arter. Cirka 9/10 av världens gummiproduktion kommer från både vild och plantagehevea.

Plantagegummi är överlägset vildgummi i kvalitet. Kommersiellt gummi har olika namn, den mest värdefulla kvaliteten är "paragummi". Kemiskt är huvudkomponenten i gummi en kolvätekomposition (С10З16)n. För närvarande produceras syntetiskt gummi i stora mängder genom polymerisation av isopren (C538). Gummi är lösligt i bensin, bensen, koldisulfid, etc.

Redan före upptäckten av Brasilien hade de infödda indianerna "gummikulor", flaskor av okrossbart material och använde facklor för belysning på helgdagar, som brann länge, men gav ifrån sig mycket sot och hade en stickande lukt. De är gjorda av gummiträdets mjölkvita "tårar".

Prover av detta material i form av gummiliknande torra kakor togs hem av den franska upptäcktsresanden och vetenskapsmannen Charles Marie de la Condamine 1744 under den brittiska flottans blockad av Frankrike. Men gummi fick industriell betydelse först efter att den amerikanske kemisten Charles Nelson Goodyear 1839 lyckades omvandla gummi med svavel under inverkan av värme från plast till ett elastiskt tillstånd (gummi).

Som ett resultat av vulkaniseringsprocessen och produktionen av ebonit blev han 1848 grundaren av den moderna gummiindustrin. 1898 grundades Goodyear Tire & Rubber Company i Akran, Ohio. Än idag är det en av de största tillverkarna av gummi och syntetiska gummiprodukter i världen.

Gummibearbetning

I sin rena form används inte gummi utan är förblandat med olika ämnen, varav svavel spelar en stor roll. Den resulterande blandningen formas och vulkaniseras. Blandning sker genom att gummit mals på rullar, med gradvis tillsats av ett eller annat ämne.

Sammansättningen av gummimassan kan innehålla följande ämnen:

• sudd;

• gummisurrogat (återvinning — gammalt gummi och fakta — svavelvulkaniserade fettoljor);

• fyllmedel (zinkoxid, krita, kaolv, etc.);

• svavel;

• vulkaniseringsacceleratorer;

• mjukgörare tillsatta med en stor andel fyllmedel (paraffin, ceresin, asfalt, etc.);

• färgämnen.

Inom elektroteknik används mjukt gummi, med högt innehåll av fyllmedel (upp till 60% och mer), men med lågt svavelinnehåll, och hårt gummi - horngummi, ebonit, med högt svavelinnehåll.

Sudd

Gummi är en blandning av gummi och svavel som bearbetas vid förhöjd temperatur. Extremt flexibelt, elastiskt, helt vattentätt material med höga isoleringsegenskaper.Den tillverkas i form av ark av olika tjocklek och används ofta för att isolera ledningar. De negativa egenskaperna är låg värmebeständighet och oljebeständighet.

Vulkanisering är jag

För elektriska produkter används extremt het vulkanisering. Vulkaniseringstemperaturen är 160 - 170 ° C för hårt gummi och 125 - 145 ° C för mjukt gummi. Vulkaniseringstiden beror på typen av produkter och deras storlek.

För att påskynda vulkaniseringsprocessen tillsätts speciella ämnen av organiskt och oorganiskt ursprung - acceleratorer - till avskumsblandningen. Dessa ämnen inkluderar oxider av vissa metaller samt vissa komplexa organiska föreningar. Jag har acceleratorer som inte bara minskar vulkaniseringstiden med 4-6 gånger, utan ger också en mer homogen produkt och i alla avseenden de bästa egenskaperna.

Krossade egenskaper hos gummi

Egenskaperna hos gummi beror på dess typ, typ av fyllmedel, mängd svavel, vulkaniseringstid, etc. En ökning av svavelhalten ökar den dielektriska konstantvinkeln och förlustvinkeln. Av föroreningarna har kimrök den mest skadliga effekten på elektriska egenskaper och mald kvarts är minst skadlig.

Oudsmruch ombkapacitansresistans är i genomsnitt 1014 — 1016 Ohm x cm... Dielektrisk konstant från 2,5 till 3. Elektrisk hållfasthet för rågummi — 24 kV/mm, för vulkaniserat gummi — 38,7 kV/mm... Förlusttangent för vulkaniserat gummi 0,005 — 0,02. vikt av rent gummi 0,93 — 0,97, gummiblandning — 1,7 — 2. Tillfälligt motståndsmotstånd NSoch sträckning bra gummi — 120 kg / cm2, dessutom vid rivning förlängs gummit med 7 gånger .

Mjukt gummi är främst isolering av ledningar, för tillverkning av rör, tejper, handskar, etc.Under elarbeten används isoleringstejp i stor utsträckning, vilket är en enkel vanlig tejp täckt på ena sidan med en gummilimmassa.

Ebonit

Kallas även hårdgummi. De bästa märkena av ebonit innehåller 75 % rent gummi och 25 % svavel. Vissa sorter innehåller även återhämtning och fyllmedel. Ibland tillsätts dock fyllmedel för att ändra egenskaperna hos ebonit i önskad riktning, till exempel imer för att öka dess värmebeständighet.

Oudsmruch om bKapacitiv resistans av de bästa kvaliteterna av ebonit går upp till 1016 — 1017 Ohm x cm Ytresistans upp till 1015 Ohm... Ytmotståndet minskar dock avsevärt vid långvarig exponering för ljusstrålar. För att minska denna effekt bör ebonitytan vara väl polerad.

Åldrande uppstår på grund av frigörandet av fritt svavel från eboniten, som kombineras med atmosfäriskt syre och fukt för att ge svavelsyra. För att återställa ytan. eboniten tvättas först med ammoniak och sedan upprepade gånger med destillerat vatten.

Den elektriska styrkan hos eboint är från 8 till 10 kV / mm vid tjocklekar av storleksordningen 5 - 10 mm ... Maximal böjhållfasthet från 400 till 1000 Kilogram / ° Cm2 ... Tillfälligt motstånd vid slagböjning 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Värmebeständighet 45 — 55 ° C.

Företag som producerar ebonit producerar vanligtvis flera varianter av det. Ju lägre kvalitet desto mer gummiersättning och fyllmedel innehåller den. Ebonit används i stor utsträckning inom elektroteknik. Ebonit säljs i ark, stavar och rör.

Specialkvaliteter av ebonit inkluderar acestonit och vulkanasbest.Deras produktion skiljer sig något från produktionen av ebonit, nämligen: eftersom asbestfibrerna är helt malda med rullar, löses gummit i bensin och blandas sedan med asbest och andra fyllmedel. Sådana blandningar kan innehålla mycket lite gummi, upp till 10%, vilket resulterar i att värmebeständigheten hos dessa produkter kan öka upp till 160 ° C.

Ebonitpulver används för att tillverka plast från vilken olika isolerande delar pressas.

Syntetiskt konstgjort gummi

I den moderna kabelindustrin föredras inte naturgummi, utan dess syntetiska typer och blandningar. Dessa blandningar ger specifika egenskaper till det isolerande skiktet och manteln av färdiga produkter (trådar, ledningar och kablar). Till blandningarna tillsätts tillsatser som påskyndar tvärbindningsreaktionen, samt färgpigment och tillsatser som skyddar slutprodukten från åldrande.

Det finns flera typer av syntetiskt gummi - karboxylat, polysulfid, etenpropim, etc. Syntetgummiets elektriska egenskaper ligger nära naturgummiets, men de mekaniska egenskaperna är lägre.

Guttaperka

Guttaperka är en produkt av koagulering av mjölksaften från vissa växter som växer på öarna i den malaysiska skärgården.

Guttaperka innehåller 20-30% hartser och 70-80% gummi med kolväten, och dess kemiska sammansättning är nära naturgummi. Men eftersom släktingar inte alltid är lika, beter sig guttaperkan också annorlunda än naturgummi. Vid en temperatur på 50-70 OC guttaperka blir den plastig, men inte elastisk, som gummi, och hårdnar när den utsätts för kyla.

Guttaperka läker inte. Den börjar mjukna vid 37 ° C, vid 60 ° C blir den helt plastig och vid 130 ° C smälter den. Oudsmruch volymetriskt motstånd 1014 — 1016 Ohm x cm.

Det är ett av de äldsta elektriska isoleringsmaterialen. Sedan 1845 har telegraftrådar i Storbritannien varit isolerade med guttaperka, inkl. för isolering av undervattensledningar.

Undervattenstelegrafkabel 1864

På sjuttiotalet av XIX-talet dök de första kabelfabrikerna ut utomlands och i Ryssland. Dessa fabriker tillverkar huvudsakligen isolerad tråd för telegrafen, och ett fåtal tillverkar guttaperka-isolerad sjötelegrafkabel.

Användningen av nya råvaror som gummi, guttaperka och balata stöddes av Franz Klout (1838 - 1910), född i Köln, som blev en innovatör och den viktigaste grundaren av gummiindustrin i Tyskland.

Försök med guttaperka som isolerande foder gjordes även av Werner von Siemens som ville använda den till jordkablar. Under tre års tester på uppdrag av den tyska regeringen visade det sig att guttaperkan förstörs av jordens naturliga aggressiva ämnen och efter kort tid förlorar sina isolerande egenskaper i det underjordiska vattnet.

Som isolator för kraftkabelns kärna höll guttaperkan relativt kort, eftersom isoleringen blev hård i kyla och mjuk under inverkan av värme, den var dyr och kunde därför inte göras idealisk (se — Vad är kabelprodukter).

Täcker sladden med guttaperka. Greenwich, 1865-66. Målning av R. C. Dudley

På den tiden lades ådrorna i rör av järn och bly och lindades med remsor av bomull, linne eller jute. Och 1882 dök idén upp att använda dessa material för isolering. För detta ändamål har impregneringsmedel baserade på vaselin med tillsats av naturliga förtjockningshartser skapats.

Den guttaperkapress som då användes blev en hydraulisk blypress, med hjälp av vilken blyfodret applicerades direkt på kärnan och man behövde inte använda järnrör.

Manteln skyddas från korrosion av bitumenimpregnerad jute, som lindas runt kabeln. Två galvaniserade järnplåtar impregnerade med bitumen och lagda överlappande användes som mekaniskt skydd. För fullständigt skydd mot korrosion täcktes de igen med bitumenimpregnerad jute.

Bitumen är en av de produkter som har lämnat svarta märken i händerna på underjordiska kabelinstallatörer i många decennier. Eftersom den, känd som "jordtjära" eller "stentjära", bröts som "naturlig asfalt" och idag huvudsakligen släpps ut under vakuumdestillation av olja, användes den så tidigt som 2500 f.Kr. kallad "asfalt" av invånarna i Mesopotamien för sigillen mellan plankorna på deras skepps däck. Det används också som en prekursor till linoleum för att isolera golv från fuktinträngning.

Balen

Balata, en produkt relaterad till gummi och guttaperka, bryts i Venezuela. Dess egenskaper ligger nära guttaperka och den används som tillsats till den och till gummi.Balen innehåller mer naturliga hartser än gummi och guttaperka och härdar inte till skillnad från gummi. Den används i stora mängder som impregnering vid tillverkning av kraftöverföringsremmar och transportband.

Se även:

Ledningar och kablar med gummiisolering: typer, fördelar och nackdelar, material, produktionsteknik