Гума и гумени материјали: гума, ебонит, гутаперча, балата

Гума Ово је генерички назив под којим се продаје производ коагулације млечног сока који луче одређене тропске биљке. Ове биљке укључују бразилску хевеу (Хевеа брасилиенсис) и њене сродне врсте. Око 9/10 светске производње гуме долази од дивље и плантажне хевее.

Плантажна гума је супериорнија по квалитету од дивље гуме. Комерцијална гума има различите називе, а највреднији разред је «пара-гума». Хемијски, главна компонента гуме је угљоводонични састав (С10З16)н. Тренутно се синтетички каучук производи у великим количинама полимеризацијом изопрена (Ц538). Гума је растворљива у бензину, бензену, угљен-дисулфиду итд.

И пре открића Бразила, староседеоци Индијанци су имали „гумене лопте”, флаше од неломљивог материјала, а за расвету су на празницима користили бакље које су дуго гореле, али су испуштале много чађи и имале оштар мирис. Направљене су од млечнобелих "суза" гуменог дрвета.

Узорке овог материјала у облику гумених сувих колача донео је кући француски истраживач и научник Шарл Мари де ла Кондамин 1744. године током британске поморске блокаде Француске. Али гума је добила индустријски значај тек након што је амерички хемичар Чарлс Нелсон Гудијер 1839. успео да преведе гуму са сумпором под дејством топлоте из пластике у еластично стање (гуму).

Као резултат процеса вулканизације и производње ебонита, 1848. године постаје оснивач модерне гумене индустрије. Године 1898. основана је Гоодиеар Тире & Руббер Цомпани у Акрану, Охајо. И данас је један од највећих произвођача гумених и синтетичких гумених производа у свету.

Прерада гуме

У чистом облику, гума се не користи, већ се претходно меша са разним супстанцама, од којих главну улогу игра сумпор. Добијена смеша се обликује и вулканизује. Мешање се врши млевењем гуме на ваљцима, уз постепено додавање једне или друге супстанце.

Састав гумене масе може укључивати следеће супстанце:

• гума;

• сурогати каучука (мелиорација — стара гума и чињенице — сумпор вулканизована масна уља);

• пунила (цинк оксид, креда, каолв, итд.);

• сумпор;

• акцелератори вулканизације;

• омекшивачи додати са великим процентом пунила (парафин, церезин, асфалт, итд.);

• боје.

У електротехници се користи мека гума, са високим садржајем пунила (до 60% и више), али са ниским садржајем сумпора, и тврда гума - рог гума, ебонит, са високим садржајем сумпора.

Гума

Гума је мешавина гуме и сумпора обрађена на повишеној температури. Изузетно флексибилан, еластичан, потпуно водоотпоран материјал са високим изолационим својствима.Производи се у облику листова различитих дебљина и широко се користи за изолацију жица. Негативне особине су ниска отпорност на топлоту и отпорност на уље.

Вулканизација јесам

За електричне производе се користи екстремно врућа вулканизација. Температура вулканизације је 160 — 170 ° Ц за тврду гуму и 125 — 145 ° Ц за меку гуму. Време вулканизације зависи од врсте производа и њихове величине.

Да би се убрзао процес вулканизације, мешавини шљама се додају посебне супстанце органског и неорганског порекла – акцелератори. Ове супстанце укључују оксиде неких метала као и нека сложена органска једињења. Имам акцелераторе не само да смањују време вулканизације за 4-6 пута, већ и дају хомогенији производ и у сваком погледу најбоље квалитете.

Здробљена својства гуме

Особине гуме зависе од њене врсте, врсте пунила, количине сумпора, времена вулканизације итд. Повећање садржаја сумпора повећава угао диелектричне константе и угао губитка. Од нечистоћа, чађа има најштетнији утицај на електрична својства, а млевени кварц је најмање штетан.

Отпор капацитивности је у просеку 1014 — 1016 Охм к цм… Диелектрична константа од 2,5 до 3. Електрична чврстоћа за сирову гуму — 24 кВ / мм, за вулканизовану гуму — 38,7 кВ / мм… Тангенс губитка за вулканизовану гуму. тежина чисте гуме 0,93 — 0,97, гумене мешавине — 1,7 — 2. Отпор на привремени отпор НСи растезање добре гуме — 120 кг / цм2, поред тога, приликом кидања, гума се продужава 7 пута.

Мека гума је углавном изолација жица, за производњу цеви, трака, рукавица итд.Током електричних радова широко се користи изолациона трака, која је обична обична трака прекривена са једне стране гуменом лепљивом масом.

Ебонит

Такође се зове тврда гума. Најбољи брендови ебонита садрже 75% чисте гуме и 25% сумпора. Неке сорте такође садрже опоравак и пунила. Понекад се, међутим, додају пунила да би се променила својства ебонита у жељеном правцу, на пример, имер да би се повећала његова отпорност на топлоту.

Оудсмруцх о бКапацитивни отпор најбољих врста ебонита иде до 1016 — 1017 Охм к цм Површински отпор до 1015 Охм... Међутим, површински отпор се значајно смањује са продуженим излагањем светлосним зрацима. Да бисте смањили овај ефекат, површину ебонита треба добро исполирати.

Старење настаје услед ослобађања слободног сумпора из ебонита, који се комбинује са атмосферским кисеоником и влагом дајући сумпорну киселину. За обнављање површине. ебонит се прво испере амонијаком, а затим више пута дестилованом водом.

Електрична чврстоћа ебоинта је од 8 до 10 кВ/мм при дебљинама реда 5 - 10 мм... Максимална чврстоћа на савијање од 400 до 1000 кг/°Цм2... Привремена отпорност на ударно савијање 5 - 20 (кг к цм) / цм2 … Отпорност на топлоту 45 — 55 ° Ц.

Предузећа која производе ебонит обично производе неколико његових варијанти. Што је нижи степен, садржи више замена за гуму и пунила. Ебонит се широко користи у електротехници. Ебонит се продаје у листовима, шипкама и цевима.

Посебне врсте ебонита укључују ацестонит и вулкан-азбест.Њихова производња се мало разликује од производње ебонита, наиме: пошто се азбестна влакна потпуно мељу ваљцима, гума се раствара у бензину, а затим меша са азбестом и другим пунилима. Такве мешавине могу садржати врло мало гуме, до 10%, због чега се отпорност на топлоту ових производа може повећати до 160 ° Ц.

Прах од ебонита се користи за производњу пластике од које се пресују различити изолациони делови.

Синтетичка вештачка гума

У савременој индустрији каблова преферира се не природна гума, већ њене синтетичке врсте и мешавине. Ове мешавине дају специфична својства изолационом слоју и омотачу готових производа (жице, жице и каблови). Смешама се додају адитиви који убрзавају реакцију умрежавања, као и пигменти у боји и адитиви који штите крајњи производ од старења.

Постоји неколико врста синтетичке гуме - карбоксилат, полисулфид, етилен пропим итд. Електрична својства синтетичке гуме су блиска онима природног каучука, али су механичка својства нижа.

Гутаперча

Гутаперча је производ коагулације млечног сока одређених биљака које расту на острвима Малајског архипелага.

Гутаперча садржи 20-30% смола и 70-80% гуме са угљоводоницима, а по хемијском саставу је близак природном каучуку. Али пошто рођаци нису увек слични, гутаперча се такође понаша другачије од природне гуме. На температури од 50-70 ОЦ гутаперча постаје пластична, али не и еластична, као гума, и стврдњава се на хладноћи.

Гутаперча не лечи. Почиње да омекшава на 37 ° Ц, на 60 ° Ц постаје потпуно пластичан и на 130 ° Ц се топи. Оудсмруцх волуметријски отпор 1014 — 1016 Охм к цм.

То је један од најстаријих електричних изолационих материјала. Од 1845. године телеграфске жице у Великој Британији су изоловане гутаперком, укљ. за изолацију подводних водова.

Подводни телеграфски кабл 1864

Седамдесетих година КСИКС века појавиле су се прве фабрике каблова у иностранству и Русији. Ове фабрике углавном производе изоловане жице за телеграф, а неколико их производи подморски телеграфски кабл изолован од гутаперке.

Употребу нових сировина као што су гума, гутаперча и балата подржао је Франц Клоут (1838 - 1910), рођен у Келну, који је постао иноватор и најзначајнији оснивач гумарске индустрије у Немачкој.

Експерименте са гутаперком као изолационом облогом извео је и Вернер фон Сименс, који је желео да је користи за подземне каблове. Током трогодишњих испитивања немачке владе, показало се да је гутаперча уништена природним агресивним материјама земље и након кратког времена губи своје изолационе квалитете у подземним водама.

Као изолатор за језгро струјног кабла, гутаперча је трајала релативно кратко, пошто је изолација постала тврда на хладноћи и мекана под утицајем топлоте, била је скупа и стога се није могла учинити идеалном (види - Шта су кабловски производи).

Покривање гајтана гутаперком. Греенвицх, 1865-66. Слика Р. Ц. Дадлија

Тада су вене полагане у цеви од гвожђа и олова и омотане тракама од памука, лана или јуте. А 1882. године појавила се идеја да се ови материјали користе за изолацију. У ту сврху створена су средства за импрегнацију на бази вазелина са додатком природних смола за згушњавање.

Тада коришћена преса за гутаперчу постала је хидраулична оловна преса, помоћу које се оловна облога наносила директно на језгро и није било потребе за употребом гвоздених цеви.

Плашт је од корозије заштићен битуменом импрегнисаном јутом која је омотана око кабла. Као механичка заштита коришћена су два поцинкована лима импрегнирана битуменом и положеним преклопом. За потпуну заштиту од корозије, поново су прекривени битуменом импрегнисаном јутом.

Битумен је један од производа који већ деценијама оставља црне трагове на рукама инсталатера подземних каблова. Пошто је, познат као "земљани катран" или "камени катран", копао се као "природни асфалт", а данас се углавном ослобађа током вакуумске дестилације нафте, коришћен је још 2500. године п.н.е. назван "асфалт" од стране становници Месопотамије за печате између дасака палуба својих бродова. Такође се користи као претходник линолеума за изолацију подова од продирања влаге.

Бала

Балата, производ везан за гуму и гутаперчу, вади се у Венецуели. Својства су блиска гутаперчи и користи се као додатак њој и каучуку.Бала садржи више природних смола од каучука и гутаперче и за разлику од гуме не очвршћава. Користи се у великим количинама као импрегнација у производњи трака за пренос снаге и транспортних трака.

Такође видети:

Жице и каблови са гуменом изолацијом: врсте, предности и мане, материјали, технологија производње