Gomma e materiali in gomma: gomma, ebanite, guttaperca, balata
Gomma Questo è il nome generico con cui viene venduto il prodotto della coagulazione della linfa lattiginosa secreta da alcune piante tropicali. Queste piante includono l'hevea brasiliana (Hevea brasiliensis) e le sue specie correlate. Circa 9/10 della produzione mondiale di gomma proviene da hevea sia selvatica che di piantagione.
La gomma delle piantagioni è di qualità superiore alla gomma selvatica. La gomma commerciale ha vari nomi, il grado più pregiato è «para-gomma». Chimicamente, il componente principale della gomma è una composizione di idrocarburi (С10З16)n. Attualmente, la gomma sintetica viene prodotta in grandi quantità mediante polimerizzazione dell'isoprene (C538). La gomma è solubile in benzina, benzene, disolfuro di carbonio, ecc.
Già prima della scoperta del Brasile, gli indiani nativi avevano "palle di gomma", bottiglie di materiale infrangibile, e usavano torce per l'illuminazione durante le vacanze, che bruciavano a lungo, ma emanavano molta fuliggine e avevano un odore pungente. Sono fatti dalle "lacrime" bianco latte dell'albero della gomma.
Campioni di questo materiale sotto forma di torte secche gommose furono portati a casa dall'esploratore e scienziato francese Charles Marie de la Condamine nel 1744 durante il blocco navale britannico della Francia. Ma la gomma acquisì importanza industriale solo dopo che il chimico americano Charles Nelson Goodyear nel 1839 riuscì a convertire la gomma con zolfo sotto l'azione del calore dalla plastica allo stato elastico (gomma).
Come risultato del processo di vulcanizzazione e produzione dell'ebanite, nel 1848 divenne il fondatore della moderna industria della gomma. Nel 1898, la Goodyear Tire & Rubber Company fu fondata ad Akran, Ohio. Ancora oggi è uno dei maggiori produttori di gomma e prodotti in gomma sintetica al mondo.
Lavorazione della gomma
Nella sua forma pura, la gomma non viene utilizzata, ma viene premiscelata con varie sostanze, di cui lo zolfo gioca un ruolo importante. La miscela risultante viene stampata e vulcanizzata. La miscelazione avviene macinando la gomma su rulli, con l'aggiunta graduale dell'una o dell'altra sostanza.
La composizione della massa di gomma può includere le seguenti sostanze:
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gomma;
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surrogati di gomma (bonifica - vecchia gomma e fatti - oli grassi vulcanizzati allo zolfo);
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cariche (ossido di zinco, gesso, kaolv, ecc.);
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zolfo;
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acceleratori di vulcanizzazione;
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ammorbidenti addizionati con un'elevata percentuale di cariche (paraffina, ceresina, asfalto, ecc.);
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coloranti.
Nell'ingegneria elettrica viene utilizzata gomma morbida, con un alto contenuto di cariche (fino al 60% e oltre), ma con un basso contenuto di zolfo, e gomma dura - gomma corno, ebanite, con un alto contenuto di zolfo.
Gomma
La gomma è una miscela di gomma e zolfo lavorata a temperatura elevata. Materiale estremamente flessibile, elastico, completamente impermeabile con elevate proprietà isolanti.Viene prodotto sotto forma di fogli di diverso spessore ed è ampiamente utilizzato per isolare i fili. Le qualità negative sono la bassa resistenza al calore e la resistenza all'olio.
Vulcanizzazione lo sono
Per i prodotti elettrici viene utilizzata la vulcanizzazione estremamente calda. La temperatura di vulcanizzazione è di 160 — 170 ° C per gomma dura e 125 — 145 ° C per gomma morbida. Il tempo di vulcanizzazione dipende dal tipo di prodotti e dalla loro dimensione.
Per accelerare il processo di vulcanizzazione, alla miscela di schiuma vengono aggiunte speciali sostanze di origine organica e inorganica - acceleranti. Queste sostanze includono ossidi di alcuni metalli e alcuni composti organici complessi. I miei acceleratori non solo riducono il tempo di vulcanizzazione di 4-6 volte, ma danno anche un prodotto più omogeneo e sotto tutti gli aspetti le migliori qualità.
Proprietà schiacciate della gomma
Le proprietà della gomma dipendono dal tipo, dal tipo di riempitivo, dalla quantità di zolfo, dal tempo di vulcanizzazione, ecc. L'aumento del contenuto di zolfo aumenta l'angolo della costante dielettrica e l'angolo di perdita. Tra le impurità, il nerofumo ha l'effetto più dannoso sulle proprietà elettriche e il quarzo macinato è il meno dannoso.
Oudsmruch aboutbla resistenza di capacità è in media 1014 - 1016 Ohm x cm... Costante dielettrica da 2,5 a 3. Resistenza elettrica per gomma grezza - 24 kV / mm, per gomma vulcanizzata - 38,7 kV / mm... Tangente di perdita per gomma vulcanizzata 0,005 - 0,02. peso di gomma pura 0,93 — 0,97, miscela di gomma — 1,7 — 2. Resistenza temporanea resistenza NSe allungamento buona gomma — 120 kg / cm2, inoltre, quando si strappa, la gomma viene estesa di 7 volte .
La gomma morbida è principalmente l'isolamento di fili, per la produzione di tubi, nastri, guanti, ecc.Durante i lavori elettrici è ampiamente utilizzato il nastro isolante, che è un semplice nastro ordinario ricoperto su un lato da una massa adesiva di gomma.
Ebanite
Chiamata anche gomma dura. Le migliori marche di ebanite contengono il 75% di pura gomma e il 25% di zolfo. Alcune varietà contengono anche recupero e riempitivi. A volte, tuttavia, vengono aggiunti riempitivi per modificare le proprietà dell'ebanite nella direzione desiderata, ad esempio l'imer per aumentarne la resistenza al calore.
Oudsmruch su bLa resistenza capacitiva dei migliori gradi di ebanite arriva fino a 1016 - 1017 Ohm x cm Resistenza superficiale fino a 1015 Ohm... Tuttavia, la resistenza superficiale si riduce significativamente con l'esposizione prolungata ai raggi luminosi. Per ridurre questo effetto, la superficie in ebanite deve essere ben levigata.
L'invecchiamento avviene a causa del rilascio di zolfo libero dall'ebanite, che si combina con l'ossigeno atmosferico e l'umidità per dare acido solforico. Per ripristinare la superficie. l'ebanite viene lavata prima con ammoniaca e poi ripetutamente con acqua distillata.
La resistenza elettrica di eboint va da 8 a 10 kV/mm a spessori dell'ordine di 5 - 10 mm ... Massima resistenza alla flessione da 400 a 1000 Chilogrammi / ° Cm2 ... Resistenza temporanea alla flessione da impatto 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Resistenza al calore 45 — 55 ° C.
Le imprese che producono ebanite di solito ne producono diverse varietà. Più basso è il grado, più sostituti di gomma e riempitivi contiene. L'ebanite è ampiamente utilizzata nell'ingegneria elettrica. L'ebanite è venduta in lastre, barre e tubi.
Gradi speciali di ebanite includono acestonite e vulcano-amianto.La loro produzione è leggermente diversa dalla produzione dell'ebanite, ovvero: poiché le fibre di amianto vengono completamente macinate con rulli, la gomma viene sciolta in benzina e poi miscelata con amianto e altre cariche. Tali miscele possono contenere pochissima gomma, fino al 10%, per cui la resistenza al calore di questi prodotti può aumentare fino a 160 ° C.
La polvere di ebanite viene utilizzata per produrre materie plastiche da cui vengono pressate varie parti isolanti.
Gomma artificiale sintetica
Nella moderna industria dei cavi, non è preferita la gomma naturale, ma i suoi tipi e miscele sintetiche. Queste miscele conferiscono proprietà specifiche allo strato isolante e alla guaina dei prodotti finiti (fili, fili e cavi). Alle miscele vengono aggiunti additivi che accelerano la reazione di reticolazione, pigmenti coloranti e additivi che proteggono il prodotto finale dall'invecchiamento.
Esistono diversi tipi di gomma sintetica: carbossilato, polisolfuro, etilene propim, ecc. Le proprietà elettriche della gomma sintetica sono vicine a quelle della gomma naturale, ma le proprietà meccaniche sono inferiori.
Guttaperca
La guttaperca è un prodotto della coagulazione del succo lattiginoso di alcune piante che crescono sulle isole dell'arcipelago malese.
La guttaperca contiene il 20-30% di resine e il 70-80% di gomma con idrocarburi e la sua composizione chimica è vicina alla gomma naturale. Ma poiché i parenti non sono sempre uguali, anche la guttaperca si comporta diversamente dalla gomma naturale. Ad una temperatura di 50-70 OC la guttaperca diventa plastica, ma non elastica, come la gomma, e si indurisce se esposta al freddo.
La guttaperca non guarisce. Comincia ad ammorbidire a 37°C, a 60°C diventa completamente plastico e a 130°C si scioglie. Oudsmruch resistenza volumetrica 1014 — 1016 Ohm x cm.
È uno dei materiali isolanti elettrici più antichi. Dal 1845, i cavi telegrafici in Gran Bretagna sono stati isolati con guttaperca, incl. per l'isolamento di linee sottomarine.
Cavo telegrafico subacqueo 1864
Negli anni settanta del XIX secolo apparvero le prime fabbriche di cavi all'estero e in Russia. Queste fabbriche producono principalmente cavi isolati per il telegrafo e alcuni cavi telegrafici sottomarini isolati in guttaperca.
L'utilizzo di nuove materie prime come gomma, guttaperca e balata fu sostenuto da Franz Klout (1838 - 1910), nato a Colonia, che divenne un innovatore e il più importante fondatore dell'industria della gomma in Germania.
Esperimenti con la guttaperca come rivestimento isolante furono condotti anche da Werner von Siemens, che voleva utilizzarla per cavi sotterranei. Durante tre anni di test per conto del governo tedesco, è emerso che la guttaperca viene distrutta dalle sostanze aggressive naturali della terra e dopo poco tempo perde le sue qualità isolanti nelle acque sotterranee.
Come isolante per il nucleo del cavo di alimentazione, la guttaperca è durata relativamente poco, poiché l'isolamento diventava duro al freddo e morbido sotto l'influenza del calore, era costoso e quindi non poteva essere reso ideale (vedi — Cosa sono i prodotti via cavo).
Coprendo il cavo con guttaperca. Greenwich, 1865-66. Dipinto di RC Dudley
A quel tempo le vene venivano adagiate in tubi di ferro e piombo e avvolte con strisce di cotone, lino o juta. E nel 1882 apparve l'idea di utilizzare questi materiali per l'isolamento. A tale scopo sono stati creati degli impregnanti a base di vaselina con l'aggiunta di resine addensanti naturali.
La pressa per guttaperca allora utilizzata divenne una pressa idraulica in piombo, mediante la quale il rivestimento in piombo veniva applicato direttamente sull'anima e non era necessario l'utilizzo di tubi di ferro.
La guaina è protetta dalla corrosione dalla iuta impregnata di bitume, che viene avvolta attorno al cavo. Come protezione meccanica sono state utilizzate due lamiere in ferro zincato impregnate di bitume e posate in sovrapposizione. Per una protezione completa contro la corrosione, sono stati nuovamente ricoperti di iuta impregnata di bitume.
Il bitume è uno dei prodotti che da molti decenni lascia segni neri sulle mani degli installatori di cavi sotterranei. Poiché esso, noto come "catrame di terra" o "catrame di roccia", veniva estratto come "asfalto naturale" e oggi viene rilasciato principalmente durante la distillazione sotto vuoto del petrolio, veniva utilizzato già nel 2500 a.C. gli abitanti della Mesopotamia per i sigilli tra le assi dei ponti delle loro navi. Viene anche utilizzato come precursore del linoleum per isolare i pavimenti dalla penetrazione dell'umidità.
La balla
La Balata, un prodotto legato alla gomma e alla guttaperca, viene estratta in Venezuela. Le sue proprietà sono vicine alla guttaperca e viene utilizzato come aggiunta ad essa e alla gomma.La balla contiene più resine naturali rispetto alla gomma e alla guttaperca e, a differenza della gomma, non si indurisce. Viene utilizzato in grandi quantità come impregnante nella produzione di cinghie di trasmissione di potenza e nastri trasportatori.
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