Καουτσούκ και καουτσούκ υλικά: καουτσούκ, εβονίτης, γουταπέρκα, μπαλάτα
Καουτσούκ Αυτή είναι η γενική ονομασία με την οποία πωλείται το προϊόν πήξης του γαλακτώδους χυμού που εκκρίνεται από ορισμένα τροπικά φυτά. Αυτά τα φυτά περιλαμβάνουν τη βραζιλιάνικη hevea (Hevea brasiliensis) και τα συγγενικά της είδη. Περίπου τα 9/10 της παγκόσμιας παραγωγής καουτσούκ προέρχεται τόσο από την άγρια όσο και από τη φυτεία hevea.
Το καουτσούκ Plantation είναι ανώτερο σε ποιότητα από το άγριο καουτσούκ. Το εμπορικό καουτσούκ έχει διάφορες ονομασίες, με το πιο πολύτιμο να είναι το «παρα-καουτσούκ». Χημικά, το κύριο συστατικό του καουτσούκ είναι μια σύνθεση υδρογονάνθρακα (С10З16)n. Επί του παρόντος, το συνθετικό καουτσούκ παράγεται σε μεγάλες ποσότητες με πολυμερισμό ισοπρενίου (C538). Το καουτσούκ είναι διαλυτό σε βενζίνη, βενζόλιο, δισουλφίδιο του άνθρακα κ.λπ.
Ακόμη και πριν από την ανακάλυψη της Βραζιλίας, οι ιθαγενείς Ινδιάνοι είχαν «λαστιχένιες μπάλες», μπουκάλια από άθραυστο υλικό και χρησιμοποιούσαν πυρσούς για το άναμμα στις γιορτές, που έκαιγαν για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά έβγαζαν πολλή αιθάλη και είχαν μια πικάντικη μυρωδιά. Φτιάχνονται από τα γαλακτώδη λευκά «δάκρυα» του καουτσούκ.
Δείγματα αυτού του υλικού με τη μορφή ξηρών κέικ από καουτσούκ έφεραν στο σπίτι ο Γάλλος εξερευνητής και επιστήμονας Charles Marie de la Condamine το 1744 κατά τη διάρκεια του βρετανικού ναυτικού αποκλεισμού της Γαλλίας. Αλλά το καουτσούκ απέκτησε βιομηχανική σημασία μόνο αφού ο Αμερικανός χημικός Charles Nelson Goodyear το 1839 κατάφερε να μετατρέψει το καουτσούκ με θείο υπό τη δράση της θερμότητας από πλαστικό σε ελαστική κατάσταση (καουτσούκ).
Ως αποτέλεσμα της διαδικασίας βουλκανισμού και παραγωγής εβονίτη, το 1848 έγινε ο ιδρυτής της σύγχρονης βιομηχανίας καουτσούκ. Το 1898, η Goodyear Tire & Rubber Company ιδρύθηκε στο Akran του Οχάιο. Ακόμη και σήμερα, είναι ένας από τους μεγαλύτερους παραγωγούς προϊόντων καουτσούκ και συνθετικού καουτσούκ στον κόσμο.
Επεξεργασία καουτσούκ
Στην καθαρή του μορφή, το καουτσούκ δεν χρησιμοποιείται, αλλά προαναμιγνύεται με διάφορες ουσίες, από τις οποίες το θείο παίζει σημαντικό ρόλο. Το προκύπτον μίγμα χυτεύεται και βουλκανίζεται. Η ανάμειξη γίνεται με άλεση του καουτσούκ σε κυλίνδρους, με τη σταδιακή προσθήκη της μιας ή της άλλης ουσίας.
Η σύνθεση της ελαστικής μάζας μπορεί να περιλαμβάνει τις ακόλουθες ουσίες:
-
καουτσούκ;
-
υποκατάστατα καουτσούκ (ανάκτηση — παλιό καουτσούκ και γεγονότα — βουλκανισμένα λιπαρά έλαια με θείο).
-
πληρωτικά (οξείδιο ψευδαργύρου, κιμωλία, kaolv, κ.λπ.).
-
θείο;
-
επιταχυντές βουλκανισμού.
-
μαλακτικά που προστίθενται με μεγάλο ποσοστό πληρωτικών (παραφίνη, κερεσίνη, άσφαλτος κ.λπ.).
-
βαφές.
Στην ηλεκτρική μηχανική χρησιμοποιείται μαλακό καουτσούκ, με υψηλή περιεκτικότητα σε πληρωτικά (έως 60% και περισσότερο), αλλά με χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο, και σκληρό καουτσούκ - καουτσούκ κέρατος, εβονίτης, με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο.
Καουτσούκ
Το καουτσούκ είναι ένα μείγμα καουτσούκ και θείου που επεξεργάζεται σε υψηλή θερμοκρασία. Εξαιρετικά εύκαμπτο, ελαστικό, πλήρως αδιάβροχο υλικό με υψηλές μονωτικές ιδιότητες.Παράγεται με τη μορφή φύλλων διαφορετικού πάχους και χρησιμοποιείται ευρέως για τη μόνωση συρμάτων. Οι αρνητικές ιδιότητες είναι η χαμηλή αντοχή στη θερμότητα και η αντοχή στο λάδι.
βουλκανισμός είμαι
Για ηλεκτρικά προϊόντα χρησιμοποιείται εξαιρετικά θερμό βουλκανισμό. Η θερμοκρασία βουλκανισμού είναι 160 - 170 ° C για το σκληρό καουτσούκ και 125 - 145 ° C για το μαλακό καουτσούκ. Ο χρόνος βουλκανισμού εξαρτάται από τον τύπο των προϊόντων και το μέγεθός τους.
Προκειμένου να επιταχυνθεί η διαδικασία βουλκανισμού, στο μείγμα αφρού προστίθενται ειδικές ουσίες οργανικής και ανόργανης προέλευσης - επιταχυντές. Αυτές οι ουσίες περιλαμβάνουν οξείδια ορισμένων μετάλλων καθώς και ορισμένες πολύπλοκες οργανικές ενώσεις. Έχω επιταχυντές όχι μόνο μειώνουν τον χρόνο βουλκανισμού κατά 4-6 φορές, αλλά δίνουν και ένα πιο ομοιογενές προϊόν και από όλες τις απόψεις τις καλύτερες ποιότητες.
Θρυμματισμένες ιδιότητες του καουτσούκ
Οι ιδιότητες του καουτσούκ εξαρτώνται από τον τύπο του, τον τύπο του πληρωτικού, την ποσότητα θείου, τον χρόνο βουλκανισμού κ.λπ. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε θείο αυξάνει τη γωνία διηλεκτρικής σταθεράς και τη γωνία απώλειας. Από τις ακαθαρσίες, η αιθάλη έχει την πιο επιβλαβή επίδραση στις ηλεκτρικές ιδιότητες και ο αλεσμένος χαλαζίας είναι η λιγότερο επιβλαβής.
Oudsmruch σχετικά με την αντίσταση χωρητικότητας είναι κατά μέσο όρο 1014 — 1016 Ohm x cm… Διηλεκτρική σταθερά από 2,5 έως 3. Ηλεκτρική αντοχή για ακατέργαστο καουτσούκ — 24 kV / mm, για βουλκανισμένο καουτσούκ — 38,7 kV / mm… Απώλειες εφαπτομένης για vulcanized ud0. βάρος καθαρού καουτσούκ 0,93 — 0,97, μείγμα καουτσούκ — 1,7 — 2. Προσωρινή αντίσταση αντίστασης NS και τέντωμα καλό καουτσούκ — 120 kg / cm2, επιπλέον, κατά το σχίσιμο, το καουτσούκ επεκτείνεται κατά 7 φορές.
Το μαλακό καουτσούκ είναι κυρίως η μόνωση συρμάτων, για την παραγωγή σωλήνων, ταινιών, γαντιών κ.λπ.Κατά τη διάρκεια των ηλεκτρολογικών εργασιών, χρησιμοποιείται ευρέως μονωτική ταινία, η οποία είναι μια απλή συνηθισμένη ταινία καλυμμένη στη μία πλευρά με μια ελαστική κολλητική μάζα.
Εβονίτης
Ονομάζεται επίσης σκληρό καουτσούκ. Οι καλύτερες μάρκες εβονίτη περιέχουν 75% καθαρό καουτσούκ και 25% θείο. Ορισμένες ποικιλίες περιέχουν επίσης ανάκτηση και πληρωτικά. Μερικές φορές, ωστόσο, προστίθενται πληρωτικά για να αλλάξουν οι ιδιότητες του εβονίτη προς την επιθυμητή κατεύθυνση, για παράδειγμα, imer για να αυξηθεί η αντοχή του στη θερμότητα.
Oudsmruch σχετικά με b Η χωρητική αντίσταση των καλύτερων ποιοτήτων εβονίτη φτάνει στα 1016 — 1017 Ohm x εκ. Αντοχή επιφάνειας έως 1015 Ohm... Ωστόσο, η αντίσταση της επιφάνειας μειώνεται σημαντικά με την παρατεταμένη έκθεση σε ακτίνες φωτός. Για να μειωθεί αυτό το αποτέλεσμα, η επιφάνεια του εβονίτη θα πρέπει να είναι καλά γυαλισμένη.
Η γήρανση συμβαίνει λόγω της απελευθέρωσης ελεύθερου θείου από τον εβονίτη, το οποίο συνδυάζεται με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και την υγρασία για να δώσει θειικό οξύ. Για την αποκατάσταση της επιφάνειας. ο εβονίτης πλένεται πρώτα με αμμωνία και στη συνέχεια επανειλημμένα με απεσταγμένο νερό.
Η ηλεκτρική αντοχή του eboint είναι από 8 έως 10 kV / mm σε πάχη της τάξης των 5 - 10 mm ... Μέγιστη αντοχή κάμψης από 400 έως 1000 Kilograms / ° Cm2 ... Προσωρινή αντίσταση σε κάμψη κρούσης 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Αντοχή στη θερμότητα 45 — 55 ° C.
Οι επιχειρήσεις που παράγουν εβονίτη συνήθως παράγουν πολλές ποικιλίες του. Όσο χαμηλότερη είναι η ποιότητα, τόσο περισσότερα υποκατάστατα καουτσούκ και πληρωτικά περιέχει. Ο εβονίτης χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική. Ο εβονίτης πωλείται σε φύλλα, ράβδους και σωλήνες.
Οι ειδικές ποιότητες εβονίτη περιλαμβάνουν ακετονίτη και ηφαιστειακό αμίαντο.Η παραγωγή τους είναι ελαφρώς διαφορετική από την παραγωγή εβονίτη, δηλαδή: δεδομένου ότι οι ίνες αμιάντου αλέθονται πλήρως με κυλίνδρους, το καουτσούκ διαλύεται στη βενζίνη και στη συνέχεια αναμιγνύεται με αμίαντο και άλλα υλικά πλήρωσης. Τέτοια μείγματα μπορεί να περιέχουν πολύ λίγο καουτσούκ, έως και 10%, με αποτέλεσμα η αντίσταση στη θερμότητα αυτών των προϊόντων να μπορεί να αυξηθεί έως και 160 ° C.
Η σκόνη εβονίτη χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλαστικών από τα οποία συμπιέζονται διάφορα μονωτικά μέρη.
Συνθετικό τεχνητό καουτσούκ
Στη σύγχρονη βιομηχανία καλωδίων προτιμάται όχι το φυσικό καουτσούκ, αλλά οι συνθετικοί τύποι και τα μείγματά του. Αυτά τα μείγματα δίνουν συγκεκριμένες ιδιότητες στο μονωτικό στρώμα και στο περίβλημα των τελικών προϊόντων (σύρματα, σύρματα και καλώδια). Στα μείγματα προστίθενται πρόσθετα που επιταχύνουν την αντίδραση διασύνδεσης, καθώς και χρωματικές χρωστικές και πρόσθετα που προστατεύουν το τελικό προϊόν από τη γήρανση.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι συνθετικού καουτσούκ - καρβοξυλικό, πολυσουλφίδιο, αιθυλενοπροπίμ κ.λπ. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες του συνθετικού καουτσούκ είναι παρόμοιες με εκείνες του φυσικού καουτσούκ, αλλά οι μηχανικές ιδιότητες είναι χαμηλότερες.
Γκουταπέρκα
Η γουταπέρκα είναι προϊόν πήξης του γαλακτώδους χυμού ορισμένων φυτών που αναπτύσσονται στα νησιά του Μαλαισιανού Αρχιπελάγους.
Η γουταπέρκα περιέχει 20-30% ρητίνες και 70-80% καουτσούκ με υδρογονάνθρακες και η χημική της σύνθεση πλησιάζει το φυσικό καουτσούκ. Αλλά επειδή οι συγγενείς δεν είναι πάντα ίδιοι, η γουταπέρκα συμπεριφέρεται επίσης διαφορετικά από το φυσικό καουτσούκ. Σε θερμοκρασία 50-70 OC η γουταπέρκα γίνεται πλαστική, αλλά όχι ελαστική, όπως το καουτσούκ, και σκληραίνει όταν εκτίθεται στο κρύο.
Η γουταπέρκα δεν θεραπεύει. Αρχίζει να μαλακώνει στους 37 ° C, στους 60 ° C γίνεται εντελώς πλαστικό και στους 130 ° C λιώνει. Ογκομετρική αντίσταση Oudsmruch 1014 — 1016 Ohm x cm.
Είναι ένα από τα παλαιότερα ηλεκτρομονωτικά υλικά. Από το 1845, τα τηλεγραφικά καλώδια στη Μεγάλη Βρετανία μονώνονται με γουταπέρκα, συμπεριλαμβανομένου. για μόνωση υποβρύχιων γραμμών.
Υποβρύχιο καλώδιο τηλεγράφου 1864
Στη δεκαετία του εβδομήντα του 19ου αιώνα, εμφανίστηκαν τα πρώτα εργοστάσια καλωδίων στο εξωτερικό και στη Ρωσία. Αυτά τα εργοστάσια κατασκευάζουν κυρίως μονωμένο σύρμα για τον τηλέγραφο και μερικά κατασκευάζουν υποθαλάσσιο τηλεγραφικό καλώδιο με μόνωση γουταπέρκα.
Η χρήση νέων πρώτων υλών όπως το καουτσούκ, η γουταπέρκα και η μπαλάτα υποστηρίχθηκε από τον Franz Klout (1838 - 1910), γεννημένο στην Κολωνία, ο οποίος έγινε καινοτόμος και ο σημαντικότερος ιδρυτής της βιομηχανίας καουτσούκ στη Γερμανία.
Πειράματα με γουταπέρκα ως μονωτική επένδυση έγιναν επίσης από τον Werner von Siemens, ο οποίος ήθελε να το χρησιμοποιήσει για υπόγεια καλώδια. Κατά τη διάρκεια τριών ετών δοκιμών για λογαριασμό της γερμανικής κυβέρνησης, αποδείχθηκε ότι η γουταπέρκα καταστρέφεται από τις φυσικές επιθετικές ουσίες της γης και μετά από λίγο χάνει τις μονωτικές της ιδιότητες στα υπόγεια νερά.
Ως μονωτήρας για τον πυρήνα του καλωδίου τροφοδοσίας, η γουταπέρκα διήρκεσε σχετικά σύντομη, καθώς η μόνωση έγινε σκληρή στο κρύο και μαλακή υπό την επίδραση της θερμότητας, ήταν ακριβή και επομένως δεν μπορούσε να γίνει ιδανική (βλ. Τι είναι τα καλωδιακά προϊόντα).
Κάλυψη του κορδονιού με γουταπέρκα. Γκρίνουιτς, 1865-66. Πίνακας R. C. Dudley
Εκείνη την εποχή οι φλέβες τοποθετούνταν σε σωλήνες από σίδηρο και μόλυβδο και τυλίγονταν με λωρίδες από βαμβάκι, λινό ή γιούτα. Και το 1882, εμφανίστηκε η ιδέα να χρησιμοποιηθούν αυτά τα υλικά για μόνωση. Για το σκοπό αυτό έχουν δημιουργηθεί εμποτιστικά με βάση τη βαζελίνη με την προσθήκη φυσικών πηκτικών ρητινών.
Η πρέσα γουταπέρκα που χρησιμοποιήθηκε τότε έγινε υδραυλική πρέσα μολύβδου, μέσω της οποίας η επένδυση μολύβδου εφαρμόστηκε απευθείας στον πυρήνα και δεν χρειαζόταν να χρησιμοποιηθούν σιδερένιοι σωλήνες.
Το περίβλημα προστατεύεται από τη διάβρωση με γιούτα εμποτισμένη με άσφαλτο, η οποία τυλίγεται γύρω από το καλώδιο. Ως μηχανική προστασία χρησιμοποιήθηκαν δύο γαλβανισμένα φύλλα σιδήρου εμποτισμένα με πίσσα και επικαλυπτόμενα. Για πλήρη προστασία από τη διάβρωση, καλύφθηκαν και πάλι με εμποτισμένη με άσφαλτο γιούτα.
Η πίσσα είναι ένα από τα προϊόντα που έχει αφήσει μαύρα σημάδια στα χέρια των εγκαταστατών υπόγειων καλωδίων για πολλές δεκαετίες. Επειδή, γνωστή ως "πίσσα από χώμα" ή "πέτρα πίσσα", εξορύχθηκε ως "φυσική άσφαλτος" και σήμερα απελευθερώνεται κυρίως κατά την απόσταξη του λαδιού υπό κενό, χρησιμοποιήθηκε ήδη από το 2500 π.Χ. που ονομάζεται "άσφαλτος" από τους κατοίκους της Μεσοποταμίας για τις φώκιες ανάμεσα στις σανίδες των καταστρωμάτων των πλοίων τους. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρόδρομος του λινοτάπητα για τη μόνωση των δαπέδων από τη διείσδυση υγρασίας.
Το δέμα
Το Balata, ένα προϊόν που σχετίζεται με το καουτσούκ και τη γουταπέρκα, εξορύσσεται στη Βενεζουέλα. Οι ιδιότητές του είναι κοντά στη γουταπέρκα και χρησιμοποιείται ως προσθήκη σε αυτήν και στο καουτσούκ.Το δέμα περιέχει περισσότερες φυσικές ρητίνες από το καουτσούκ και τη γουταπέρκα και, σε αντίθεση με το καουτσούκ, δεν σκληραίνει. Χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες ως εμποτισμός στην παραγωγή ιμάντων μετάδοσης ισχύος και μεταφορικών ταινιών.
Δείτε επίσης: