Gumija un gumijas materiāli: gumija, ebonīts, gutaperča, balata
Gumija Šis ir sugas nosaukums, ar kuru tiek pārdots dažu tropu augu izdalītās piena sulas koagulācijas produkts. Šie augi ietver Brazīlijas hevea (Hevea brasiliensis) un ar to saistītās sugas. Apmēram 9/10 no pasaules gumijas produkcijas tiek iegūtas gan savvaļā, gan plantācijās.
Plantācijas gumija pēc kvalitātes ir augstāka par savvaļas gumiju. Komerciālajai gumijai ir dažādi nosaukumi, no kuriem vērtīgākā šķira ir "paragumija". Ķīmiski galvenā gumijas sastāvdaļa ir ogļūdeņraža sastāvs (С10З16)n. Pašlaik sintētisko kaučuku lielos daudzumos ražo, polimerizējot izoprēnu (C538). Gumija šķīst benzīnā, benzolā, oglekļa disulfīdā utt.
Jau pirms Brazīlijas atklāšanas vietējiem indiāņiem bija "gumijas bumbiņas", neplīstoša materiāla pudeles, svētkos apgaismojumam izmantoja lāpas, kas ilgi dega, bet izdalīja daudz sodrēju un bija asa smaka. Tie ir izgatavoti no gumijas koka pienbaltajām "asarām".
Šī materiāla paraugus gumijotu sausu kūku veidā franču pētnieks un zinātnieks Šarls Marī de la Kondamine atveda mājās 1744. gadā Lielbritānijas jūras spēku blokādes laikā Francijā. Taču gumija ieguva rūpniecisku nozīmi tikai pēc tam, kad amerikāņu ķīmiķim Čārlzam Nelsonam Gudjēram 1839. gadā izdevās karstuma iedarbībā gumiju ar sēru pārveidot no plastmasas elastīgā stāvoklī (gumija).
Vulkanizācijas un ebonīta ražošanas procesa rezultātā 1848. gadā kļuva par modernās gumijas rūpniecības pamatlicēju. Goodyear Tire & Rubber Company tika dibināta 1898. gadā Akranā, Ohaio štatā. Pat šodien tas ir viens no lielākajiem gumijas un sintētiskās gumijas izstrādājumu ražotājiem pasaulē.
Gumijas apstrāde
Tīrā veidā gumija netiek izmantota, bet ir iepriekš sajaukta ar dažādām vielām, no kurām sēram ir galvenā loma. Iegūtais maisījums tiek formēts un vulkanizēts. Sajaukšana notiek, slīpējot gumiju uz rullīšiem, pakāpeniski pievienojot vienu vai otru vielu.
Gumijas masas sastāvā var būt šādas vielas:
-
gumija;
-
gumijas surogāti (rekultivācija — vecā gumija un fakti — sēra vulkanizētās taukeļļas);
-
pildvielas (cinka oksīds, krīts, kaols utt.);
-
sērs;
-
vulkanizācijas paātrinātāji;
-
mīkstinātāji, kas pievienoti ar lielu daļu pildvielu (parafīns, cerezīns, asfalts utt.);
-
krāsvielas.
Elektrotehnikā izmanto mīksto gumiju, ar augstu pildvielu saturu (līdz 60% un vairāk), bet ar zemu sēra saturu un cieto gumiju - ragu gumiju, ebonītu, ar augstu sēra saturu.
Gumija
Gumija ir gumijas un sēra maisījums, kas apstrādāts paaugstinātā temperatūrā. Īpaši elastīgs, elastīgs, pilnīgi ūdensizturīgs materiāls ar augstām izolācijas īpašībām.To ražo dažāda biezuma lokšņu veidā un plaši izmanto vadu izolācijai. Negatīvās īpašības ir zema karstumizturība un eļļas izturība.
Vulkanizācija es esmu
Elektroprecēm tiek izmantota ļoti karsta vulkanizācija. Vulkanizācijas temperatūra ir 160–170 ° C cietai gumijai un 125–145 ° C mīkstajai gumijai. Vulkanizācijas laiks ir atkarīgs no produktu veida un to lieluma.
Lai paātrinātu vulkanizācijas procesu, putu maisījumam tiek pievienotas īpašas organiskas un neorganiskas izcelsmes vielas - paātrinātāji. Šīs vielas ietver dažu metālu oksīdus, kā arī dažus sarežģītus organiskos savienojumus. Man ir akseleratori, kas ne tikai samazina vulkanizācijas laiku 4-6 reizes, bet arī dod viendabīgāku produktu un visādā ziņā labākās īpašības.
Gumijas drupinātās īpašības
Gumijas īpašības ir atkarīgas no tās veida, pildvielas veida, sēra daudzuma, vulkanizācijas laika utt. Palielinot sēra saturu, palielinās dielektriskās konstantes leņķis un zuduma leņķis. No piemaisījumiem viskaitīgāk uz elektriskām īpašībām ir ogle, bet vismazāk kaitīgs ir maltais kvarcs.
Aptuveni kapacitātes pretestība ir vidēji 1014 — 1016 Ohm x cm… Dielektriskā konstante no 2,5 līdz 3. Elektriskā izturība neapstrādātai gumijai — 24 kV / mm, vulkanizētai gumijai — 38,7 kV / mm… Vulkanizētai gumijai zudumu tangenss 0,0005 Oudspruch2 — Oudspruch2. tīras gumijas svars 0,93 — 0,97, gumijas maisījums — 1,7 — 2. Pagaidu pretestības pretestība NSun stiepšanās laba gumija — 120 kg/cm2, turklāt plīst, gumija pagarinās 7 reizes .
Mīkstā gumija galvenokārt ir vadu izolācija, cauruļu, lentu, cimdu u.c. ražošanai.Elektrisko darbu veikšanā plaši tiek izmantota izolācijas lente, kas ir vienkārša parasta lente, kas no vienas puses pārklāta ar gumijas līmes masu.
Ebonīts
To sauc arī par cieto gumiju. Labākie ebonīta zīmoli satur 75% tīras gumijas un 25% sēra. Dažas šķirnes satur arī reģenerācijas un pildvielas. Tomēr dažreiz tiek pievienotas pildvielas, lai mainītu ebonīta īpašības vēlamajā virzienā, piemēram, imer, lai palielinātu tā karstumizturību.
Oudsmruch about bLabāko ebonīta šķiru kapacitatīvā pretestība sasniedz 1016 — 1017 omi x cm Virsmas pretestība līdz 1015 omi... Tomēr virsmas pretestība ievērojami samazinās, ilgstoši pakļaujoties gaismas stariem. Lai samazinātu šo efektu, ebonīta virsmai jābūt labi pulētai.
Novecošanās notiek tāpēc, ka no ebonīta izdalās brīvs sērs, kas savienojas ar atmosfēras skābekli un mitrumu, veidojot sērskābi. Lai atjaunotu virsmu. ebonītu vispirms mazgā ar amonjaku un pēc tam atkārtoti ar destilētu ūdeni.
Eboint elektriskā izturība ir no 8 līdz 10 kV / mm pie biezuma 5 - 10 mm ... Maksimālā lieces izturība no 400 līdz 1000 kilogramiem / ° Cm2 ... Pagaidu pretestība trieciena liecei 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Karstumizturība 45 — 55 °C.
Uzņēmumi, kas ražo ebonītu, parasti ražo vairākas tā šķirnes. Jo zemāka pakāpe, jo vairāk gumijas aizstājēju un pildvielu tajā ir. Ebonītu plaši izmanto elektrotehnikā. Ebonītu pārdod loksnēs, stieņos un caurulēs.
Īpašas ebonīta kategorijas ir acetonīts un vulkāna azbests.To ražošana nedaudz atšķiras no ebonīta ražošanas, proti: tā kā azbesta šķiedras tiek pilnībā samaltas ar veltņiem, gumija tiek izšķīdināta benzīnā un pēc tam sajaukta ar azbestu un citām pildvielām. Šādos maisījumos var būt ļoti maz gumijas, līdz 10%, kā rezultātā šo izstrādājumu karstumizturība var palielināties līdz 160 ° C.
Ebonīta pulveri izmanto plastmasas ražošanai, no kuras tiek presētas dažādas izolācijas detaļas.
Sintētiskā mākslīgā gumija
Mūsdienu kabeļu rūpniecībā priekšroka tiek dota nevis dabiskajam kaučukam, bet gan tās sintētiskajiem veidiem un maisījumiem. Šie maisījumi piešķir specifiskas īpašības gatavo izstrādājumu (vadu, vadu un kabeļu) izolācijas slānim un apvalkam. Maisījumiem tiek pievienotas piedevas, kas paātrina šķērssaistīšanas reakciju, kā arī krāsu pigmenti un piedevas, kas aizsargā galaproduktu no novecošanas.
Ir vairāki sintētiskā kaučuka veidi - karboksilāts, polisulfīds, etilēna propims utt. Sintētiskā kaučuka elektriskās īpašības ir tuvas dabiskā kaučuka īpašībām, bet mehāniskās īpašības ir zemākas.
Gutaperča
Guttaperča ir dažu Malajas arhipelāga salās augošu augu piena sulas koagulācijas produkts.
Guttaperča satur 20-30% sveķu un 70-80% gumijas ar ogļūdeņražiem, un tās ķīmiskais sastāvs ir tuvs dabiskajam kaučukam. Bet, tā kā radinieki ne vienmēr ir līdzīgi, arī gutaperča uzvedas atšķirīgi no dabiskā kaučuka. 50-70 OC temperatūrā gutaperča kļūst plastiska, bet ne elastīga, kā gumija, un aukstuma ietekmē sacietē.
Guttaperča neārstē. Tas sāk mīkstināt 37 ° C temperatūrā, 60 ° C kļūst pilnīgi plastisks un 130 ° C temperatūrā kūst. Oudsmruch tilpuma pretestība 1014 - 1016 Ohm x cm.
Tas ir viens no vecākajiem elektroizolācijas materiāliem. Kopš 1845. gada telegrāfa vadi Lielbritānijā ir izolēti ar gutaperču, t.sk. zemūdens līniju izolācijai.
Zemūdens telegrāfa kabelis 1864
XIX gadsimta septiņdesmitajos gados ārzemēs un Krievijā parādījās pirmās kabeļu rūpnīcas. Šīs rūpnīcas galvenokārt ražo izolētus vadus telegrāfam, un dažas ražo gutaperčas izolētus zemūdens telegrāfa kabeļus.
Jaunu izejvielu, piemēram, gumijas, gutaperčas un balata izmantošanu atbalstīja Ķelnē dzimušais Francs Klouts (1838 - 1910), kurš kļuva par novatoru un nozīmīgāko Vācijas gumijas rūpniecības dibinātāju.
Eksperimentus ar gutaperču kā izolējošu oderējumu veica arī Verners fon Sīmens, kurš vēlējās to izmantot pazemes kabeļiem. Trīs gadu laikā pēc Vācijas valdības veiktajām pārbaudēm atklājās, ka gutaperča iznīcina dabiskās agresīvās zemes vielas un pēc neilga laika zaudē izolējošās īpašības pazemes ūdeņos.
Kā elektrības kabeļa serdes izolators gutaperča kalpoja salīdzinoši neilgi, jo izolācija aukstumā kļuva cieta un karstuma ietekmē kļuva mīksta, tā bija dārga un tāpēc to nevarēja padarīt ideālu (sk. Kas ir kabeļu produkti).
Auklas pārklāšana ar gutaperču. Griniča, 1865-66. R. C. Dadlija glezna
Tolaik dzīslas tika liktas dzelzs un svina caurulēs un aptītas ar kokvilnas, lina vai džutas sloksnēm. Un 1882. gadā radās ideja izmantot šos materiālus izolācijai. Šim nolūkam ir radīti impregnēšanas līdzekļi uz vazelīna bāzes, pievienojot dabiskus biezinošus sveķus.
Pēc tam izmantotā gutaperčas prese kļuva par hidraulisko svina presi, ar kuras palīdzību svina oderējums tika uzklāts tieši uz serdes un nebija nepieciešams izmantot dzelzs caurules.
Apvalku no korozijas aizsargā ar bitumenu piesūcināta džuta, kas ir aptīta ap kabeli. Kā mehāniskā aizsardzība tika izmantotas divas cinkotas dzelzs loksnes, kas piesūcinātas ar bitumenu un ieklātas pārklāšanās. Pilnīgai aizsardzībai pret koroziju tās atkal tika pārklātas ar bitumenu piesūcinātu džutu.
Bitumens ir viens no produktiem, kas daudzus gadu desmitus atstājis melnas pēdas uz pazemes kabeļu uzstādītāju rokām. Tā kā tā, kas pazīstama kā "zemes darva" vai "akmens darva", tika iegūta kā "dabīgais asfalts" un mūsdienās galvenokārt izdalās naftas vakuumdestilācijas laikā, to izmantoja jau 2500. gadā p.m.ē., ko sauca par "asfaltu". Mezopotāmijas iedzīvotāji par roņiem starp savu kuģu klāju dēļiem. To izmanto arī kā linoleja priekšteci, lai izolētu grīdas no mitruma iekļūšanas.
Ķīpa
Balata, ar gumiju un gutaperču saistīts produkts, tiek iegūts Venecuēlā. Tās īpašības ir tuvas gutaperčai un tiek izmantota kā piedeva tai un gumijai.Ķīpa satur vairāk dabisko sveķu nekā gumija un gutaperča un atšķirībā no gumijas nesacietē. To lielos daudzumos izmanto kā impregnēšanu spēka pārvades lentu un konveijera lentu ražošanā.
Skatīt arī: