Guma ir gumos medžiagos: guma, ebonitas, gutaperča, balata
Guma Tai yra bendrinis pavadinimas, kuriuo parduodamas tam tikrų atogrąžų augalų išskiriamų pieniškų sulčių krešėjimo produktas. Šie augalai apima Brazilijos hevea (Hevea brasiliensis) ir su ja susijusias rūšis. Maždaug 9/10 pasaulio gumos produkcijos gaunama tiek iš laukinių, tiek iš plantacijų.
Plantacinė guma yra pranašesnė už laukinę gumą. Komercinė guma turi įvairius pavadinimus, o vertingiausia rūšis yra „paraguma“. Cheminiu požiūriu pagrindinis gumos komponentas yra angliavandenilių sudėtis (С10З16)n. Šiuo metu sintetinis kaučiukas yra gaminamas dideliais kiekiais polimerizuojant izopreną (C538). Guma tirpsta benzine, benzene, anglies disulfide ir kt.
Dar iki Brazilijos atradimo čiabuviai indėnai turėjo „guminius kamuoliukus“, nedūžtančios medžiagos butelius, švenčių metu apšvietimui naudojo fakelus, kurie ilgai degdavo, tačiau išskirdavo daug suodžių ir aitrų kvapą. Jie pagaminti iš pieno baltumo kaučiuko medžio „ašarų“.
Šios medžiagos pavyzdžius guminių sausų pyragų pavidalu į namus parvežė prancūzų tyrinėtojas ir mokslininkas Charlesas Marie de la Condamine 1744 m. per britų laivyno blokadą Prancūzijoje. Tačiau guma įgijo pramoninę reikšmę tik po to, kai amerikiečių chemikas Charlesas Nelsonas Goodyearas 1839 m. sugebėjo paversti kaučiuką su siera, veikiant šilumai, iš plastiko į elastingą būseną (gumą).
Dėl vulkanizavimo ir ebonito gamybos proceso 1848 m. jis tapo šiuolaikinės gumos pramonės įkūrėju. 1898 m. Akrane, Ohajo valstijoje, buvo įkurta Goodyear Tire & Rubber Company. Net ir šiandien ji yra viena didžiausių gumos ir sintetinės gumos gaminių gamintojų pasaulyje.
Gumos apdirbimas
Gryna guma nenaudojama, o iš anksto sumaišoma su įvairiomis medžiagomis, iš kurių siera vaidina pagrindinį vaidmenį. Gautas mišinys formuojamas ir vulkanizuojamas. Maišymas atliekamas malant gumą ant volelių, palaipsniui pridedant vienos ar kitos medžiagos.
Gumos masės sudėtis gali apimti šias medžiagas:
-
guma;
-
guminiai surogatai (rekultivacija – sena guma ir faktai – siera vulkanizuoti riebaliniai aliejai);
-
užpildai (cinko oksidas, kreida, kaolv ir kt.);
-
siera;
-
vulkanizacijos greitintuvai;
-
minkštikliai, kurių sudėtyje yra daug užpildų (parafinas, cerezinas, asfaltas ir kt.);
-
dažikliai.
Elektrotechnikoje naudojama minkšta guma, turinti daug užpildų (iki 60% ir daugiau), bet turinti mažą sieros kiekį, o kieta guma - raginė guma, ebonitas, turintis daug sieros.
Guma
Guma yra gumos ir sieros mišinys, apdorotas aukštesnėje temperatūroje. Itin lanksti, elastinga, visiškai vandeniui atspari medžiaga, pasižyminti aukštomis izoliacinėmis savybėmis.Jis gaminamas skirtingo storio lakštų pavidalu ir plačiai naudojamas laidams izoliuoti. Neigiamos savybės yra mažas atsparumas karščiui ir atsparumas alyvai.
Vulkanizacija Aš esu
Elektros gaminiams naudojama itin karšta vulkanizacija. Vulkanizavimo temperatūra yra 160–170 ° C kietajai gumai ir 125–145 ° C minkštai gumai. Vulkanizavimo laikas priklauso nuo gaminių rūšies ir jų dydžio.
Siekiant paspartinti vulkanizacijos procesą, į nuosėdų mišinį dedama specialių organinės ir neorganinės kilmės medžiagų – greitintuvų. Šios medžiagos apima kai kurių metalų oksidus ir kai kuriuos sudėtingus organinius junginius. Turiu greitintuvus, kurie ne tik sumažina vulkanizacijos laiką 4-6 kartus, bet ir suteikia homogeniškesnį produktą ir visais atžvilgiais geriausias savybes.
Gumos gniuždymo savybės
Gumos savybės priklauso nuo jos rūšies, užpildo tipo, sieros kiekio, vulkanizacijos laiko ir kt. Padidinus sieros kiekį, padidėja dielektrinės konstantos kampas ir nuostolių kampas. Iš priemaišų elektrinėms savybėms labiausiai kenkia suodžiai, mažiausiai – maltas kvarcas.
Oudsmruch apiebtalpos varža yra vidutiniškai 1014 — 1016 omų x cm… Dielektrinė konstanta nuo 2,5 iki 3. Elektrinis stipris žaliavinei kaučiukai — 24 kV / mm, vulkanizuotai kaučiukai — 38,7 kV / mm... Vulkanizuotos gumos nuostolių liestinė 0,005 Oudspruch2 — 0,005. gryno kaučiuko svoris 0,93 — 0,97, gumos mišinio — 1,7 — 2. Laikinas atsparumas NSir tempimas geras kaučiukas — 120 kg/cm2, be to, plystant guma pailgėja 7 kartus .
Minkšta guma daugiausia yra laidų izoliacija, skirta vamzdžių, juostų, pirštinių ir kt.Elektros darbų metu plačiai naudojama izoliacinė juosta, kuri yra paprasta įprasta juosta, iš vienos pusės padengta guma lipnia mase.
Ebonitas
Taip pat vadinamas kieta guma. Geriausių ebonito prekių ženklų sudėtyje yra 75% grynos gumos ir 25% sieros. Kai kuriose veislėse taip pat yra regeneravimo ir užpildų. Tačiau kartais dedami užpildai, norint pakeisti ebonito savybes norima kryptimi, pavyzdžiui, imer, siekiant padidinti jo atsparumą karščiui.
Oudsmruch apie b Geriausių ebonito rūšių talpinė varža siekia 1016 — 1017 omų x cm Paviršiaus varža iki 1015 omų... Tačiau paviršiaus atsparumas žymiai sumažėja, kai ilgai veikia šviesos spinduliai. Norint sumažinti šį efektą, ebonito paviršius turi būti gerai nupoliruotas.
Senėjimas vyksta dėl to, kad iš ebonito išsiskiria laisvoji siera, kuri, susijungusi su atmosferos deguonimi ir drėgme, sudaro sieros rūgštį. Norėdami atkurti paviršių. ebonitas iš pradžių plaunamas amoniaku, o po to kelis kartus distiliuotu vandeniu.
Eboint elektrinis stipris yra nuo 8 iki 10 kV / mm, kai storis yra 5 - 10 mm ... Maksimalus atsparumas lenkimui nuo 400 iki 1000 kg / ° Cm2 ... Laikinas atsparumas smūgiams lenkiant 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Atsparumas karščiui 45 — 55 °C.
Ebonitą gaminančios įmonės dažniausiai gamina keletą jo rūšių. Kuo žemesnė klasė, tuo daugiau gumos pakaitalų ir užpildų. Ebonitas plačiai naudojamas elektrotechnikoje. Ebonitas parduodamas lakštų, strypų ir vamzdelių pavidalu.
Specialios ebonito rūšys yra acetonitas ir vulkaninis asbestas.Jų gamyba šiek tiek skiriasi nuo ebonito gamybos, būtent: kadangi asbesto pluoštai yra visiškai sumalami volais, guma ištirpinama benzine ir sumaišoma su asbestu ir kitais užpildais. Tokiuose mišiniuose gumos gali būti labai mažai, iki 10%, dėl to šių gaminių atsparumas karščiui gali padidėti iki 160°C.
Ebonito milteliai naudojami plastikams, iš kurių spaudžiamos įvairios izoliacinės detalės, gaminti.
Sintetinė dirbtinė guma
Šiuolaikinėje kabelių pramonėje pirmenybė teikiama ne natūraliam kaučiukui, o jo sintetinėms rūšims ir mišiniams. Šie mišiniai suteikia specifinių savybių gatavų gaminių (laidų, laidų ir kabelių) izoliaciniam sluoksniui ir apvalkalui. Į mišinius dedami priedai, greitinantys kryžminimo reakciją, taip pat spalvos pigmentai ir priedai, apsaugantys galutinį produktą nuo senėjimo.
Yra keletas sintetinio kaučiuko rūšių – karboksilato, polisulfido, etileno propimo ir kt. Sintetinio kaučiuko elektrinės savybės yra artimos natūralaus kaučiuko savybėms, tačiau mechaninės savybės yra mažesnės.
Gutaperča
Gutaperča yra tam tikrų augalų, augančių Malajų salyno salose, pieniškų sulčių koaguliacijos produktas.
Gutapercoje yra 20-30% dervų ir 70-80% gumos su angliavandeniliais, o jos cheminė sudėtis artima natūraliai kaučiukui. Tačiau kadangi giminaičiai ne visada panašūs, gutaperča taip pat elgiasi kitaip nei natūralus kaučiukas. 50-70 OC temperatūroje gutaperča tampa plastiška, bet ne elastinga, kaip guma, o veikiama šalčio kietėja.
Gutaperča negydo. Jis pradeda minkštėti 37 ° C temperatūroje, 60 ° C temperatūroje tampa visiškai plastiškas ir 130 ° C temperatūroje ištirpsta. Oudsmruch tūrinė varža 1014 — 1016 omų x cm.
Tai viena iš seniausių elektros izoliacinių medžiagų. Nuo 1845 metų telegrafo laidai Didžiojoje Britanijoje izoliuojami gutaperča, įsk. povandeninių linijų izoliacijai.
Povandeninis telegrafo kabelis 1864 m
XIX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje pirmosios kabelių gamyklos pasirodė užsienyje ir Rusijoje. Šios gamyklos daugiausia gamina izoliuotus telegrafo laidus, o kai kurios – gutaperčos izoliuotus povandeninius telegrafo kabelius.
Naujų žaliavų, tokių kaip kaučiukas, gutaperča ir balata, naudojimą parėmė Kelne gimęs Franzas Kloutas (1838 - 1910), tapęs novatoriumi ir svarbiausiu Vokietijos gumos pramonės įkūrėju.
Eksperimentus su gutaperča kaip izoliaciniu pamušalu taip pat atliko Werneris von Siemensas, kuris norėjo jį panaudoti požeminiams kabeliams. Per trejus metus Vokietijos vyriausybės užsakymu atliktų bandymų paaiškėjo, kad gutaperča yra sunaikinta natūralių agresyvių žemės medžiagų ir po trumpo laiko praranda savo izoliacines savybes požeminiame vandenyje.
Kaip maitinimo kabelio šerdies izoliatorius, gutaperča tarnavo palyginti trumpai, nes izoliacija šaltyje tapo kieta, o veikiama karščio tapo minkšta, ji buvo brangi, todėl negalėjo būti ideali (žr. Kas yra kabeliniai produktai).
Laido uždengimas gutaperča. Grinvičas, 1865–1866 m. R. C. Dudley paveikslas
Tuo metu gyslos buvo klojamos geležies ir švino vamzdžiais ir apvyniotos medvilnės, lino ar džiuto juostelėmis. O 1882 metais kilo mintis šias medžiagas panaudoti izoliacijai. Tam buvo sukurtos impregnuojančios medžiagos vazelino pagrindu, pridedant natūralių tirštinančių dervų.
Tada naudotas gutaperčos presas tapo hidrauliniu švino presu, kurio pagalba švino pamušalas buvo dedamas tiesiai ant šerdies ir nereikėjo naudoti geležinių vamzdžių.
Apvalkalą nuo korozijos apsaugo bitumu impregnuotas džiutas, kuris yra apvyniotas aplink kabelį. Mechaninei apsaugai panaudoti du bitumu impregnuoti cinkuotos geležies lakštai, klojami persidengimai. Siekiant visiškai apsaugoti nuo korozijos, jie vėl buvo padengti bitumu impregnuotu džiutu.
Bitumas – vienas iš gaminių, ilgus dešimtmečius palikęs juodas žymes požeminių kabelių montuotojų rankose. Kadangi jis, žinomas kaip „žemės derva“ arba „akmens derva“, buvo kasamas kaip „natūralus asfaltas“, o šiandien daugiausia išsiskiria vakuuminiu būdu distiliuojant naftą, jis buvo naudojamas jau 2500 m. pr. Kr., vadinamas „asfaltu“. Mesopotamijos gyventojai už ruonius tarp jų laivų denių lentų. Jis taip pat naudojamas kaip linoleumo pirmtakas, siekiant izoliuoti grindis nuo drėgmės prasiskverbimo.
Rulonas
Venesueloje kasamas su guma ir gutaperča susijęs produktas „Balata“. Savo savybėmis artima gutaperčiai ir naudojamas kaip priedas prie jos ir prie gumos.Rupas turi daugiau natūralių dervų nei kaučiukas ir gutaperča ir, skirtingai nei guma, nesukietėja. Jis naudojamas dideliais kiekiais kaip impregnavimas jėgos perdavimo diržų ir konvejerių juostų gamyboje.
Taip pat žiūrėkite: