Mga materyales na goma at goma: goma, ebonite, gutta-percha, balata
goma Ito ang generic na pangalan kung saan ibinebenta ang coagulation product ng milky sap na itinago ng ilang tropikal na halaman. Kasama sa mga halamang ito ang Brazilian hevea (Hevea brasiliensis) at ang mga kaugnay nitong species. Humigit-kumulang 9/10 ng produksyon ng goma sa mundo ay nagmumula sa parehong wild at plantation hevea.
Ang plantasyon ng goma ay higit na mataas sa kalidad kaysa sa ligaw na goma. Ang komersyal na goma ay may iba't ibang mga pangalan, ang pinakamahalagang grado ay "para-goma". Sa kemikal, ang pangunahing bahagi ng goma ay isang komposisyon ng hydrocarbon (С10З16)n. Sa kasalukuyan, ang sintetikong goma ay ginawa sa malalaking dami sa pamamagitan ng polymerization ng isoprene (C538). Ang goma ay natutunaw sa gasolina, benzene, carbon disulfide, atbp.
Bago pa man matuklasan ang Brazil, ang mga katutubong Indian ay may "mga bolang goma", mga bote ng hindi nababasag na materyal, at gumamit ng mga sulo para sa pag-iilaw sa mga pista opisyal, na nasusunog nang mahabang panahon, ngunit nagbigay ng maraming uling at may masangsang na amoy. Ang mga ito ay ginawa mula sa gatas na puting "luha" ng puno ng goma.
Ang mga sample ng materyal na ito sa anyo ng rubbery dry cakes ay dinala sa bahay ng French explorer at scientist na si Charles Marie de la Condamine noong 1744 sa panahon ng British naval blockade ng France. Ngunit ang goma ay nakakuha lamang ng pang-industriya na kahalagahan pagkatapos na ang Amerikanong chemist na si Charles Nelson Goodyear noong 1839 ay nagtagumpay sa pag-convert ng goma na may asupre sa ilalim ng pagkilos ng init mula sa plastik sa isang nababanat na estado (goma).
Bilang resulta ng proseso ng bulkanisasyon at paggawa ng ebonite, noong 1848 siya ang naging tagapagtatag ng modernong industriya ng goma. Noong 1898, itinatag ang Goodyear Tire & Rubber Company sa Akran, Ohio. Kahit ngayon, isa ito sa pinakamalaking producer ng mga produktong goma at sintetikong goma sa mundo.
Pagproseso ng goma
Sa dalisay na anyo nito, ang goma ay hindi ginagamit, ngunit pre-mixed sa iba't ibang mga sangkap, kung saan ang asupre ay gumaganap ng isang pangunahing papel. Ang nagreresultang timpla ay hinuhubog at binubulkan. Ang paghahalo ay ginagawa sa pamamagitan ng paggiling ng goma sa mga roller, na may unti-unting pagdaragdag ng isa o ibang sangkap.
Ang komposisyon ng masa ng goma ay maaaring kabilang ang mga sumusunod na sangkap:
-
goma;
-
mga kahalili ng goma (reclamation - lumang goma at mga katotohanan - sulfur vulcanized fatty oils);
-
mga tagapuno (zinc oxide, chalk, kaolv, atbp.);
-
asupre;
-
mga accelerator ng bulkanisasyon;
-
mga softener na idinagdag na may malaking porsyento ng mga tagapuno (paraffin, ceresin, aspalto, atbp.);
-
mga tina.
Sa electrical engineering, ang malambot na goma ay ginagamit, na may mataas na nilalaman ng mga tagapuno (hanggang sa 60% at higit pa), ngunit may mababang nilalaman ng asupre, at matigas na goma - sungay na goma, ebonite, na may mataas na nilalaman ng asupre.
goma
Ang goma ay isang pinaghalong goma at asupre na naproseso sa isang mataas na temperatura. Lubhang nababaluktot, nababanat, ganap na hindi tinatablan ng tubig na materyal na may mataas na mga katangian ng insulating.Ginagawa ito sa anyo ng mga sheet na may iba't ibang kapal at malawakang ginagamit upang i-insulate ang mga wire. Ang mga negatibong katangian ay mababang init na paglaban at paglaban sa langis.
VulcanizationAko ay
Para sa mga produktong elektrikal, ginagamit ang sobrang init na bulkanisasyon. Ang temperatura ng bulkanisasyon ay 160 — 170 ° C para sa matigas na goma at 125 — 145 ° C para sa malambot na goma. Ang oras ng bulkanisasyon ay depende sa uri ng mga produkto at sa kanilang laki.
Upang mapabilis ang proseso ng bulkanisasyon, ang mga espesyal na sangkap ng organic at inorganic na pinagmulan - mga accelerator - ay idinagdag sa pinaghalong scum. Kasama sa mga sangkap na ito ang mga oxide ng ilang mga metal pati na rin ang ilang kumplikadong mga organikong compound. Mayroon akong mga accelerator na hindi lamang binabawasan ang oras ng bulkanisasyon sa pamamagitan ng 4-6 na beses, ngunit nagbibigay din ng isang mas homogenous na produkto at sa lahat ng aspeto ang pinakamahusay na mga katangian.
Mga durog na katangian ng goma
Ang mga katangian ng goma ay nakasalalay sa uri nito, uri ng tagapuno, dami ng asupre, oras ng bulkanisasyon, atbp. Ang pagtaas ng nilalaman ng asupre ay nagpapataas ng dielectric na pare-parehong anggulo at anggulo ng pagkawala. Sa mga impurities, ang carbon black ang may pinakamaraming nakakapinsalang epekto sa mga electrical properties, at ang ground quartz ay ang pinaka hindi nakakapinsala.
Ang Oudsmruch aboutbcapacitance resistance ay nasa average na 1014 — 1016 Ohm x cm... Dielectric constant mula 2.5 hanggang 3. Lakas ng kuryente para sa raw na goma — 24 kV / mm, para sa vulcanized na goma — 38.7 kV / mm... Loss tangent para sa vulcanized na goma 0.005 — 0.02. bigat ng purong goma 0.93 — 0.97, pinaghalong goma — 1.7 — 2. Pansamantalang paglaban sa paglaban NSat lumalawak na magandang goma — 120 kg / cm2, bilang karagdagan, kapag napunit, ang goma ay pinalawak ng 7 beses .
Ang malambot na goma ay pangunahing ang pagkakabukod ng mga wire, para sa paggawa ng mga tubo, teyp, guwantes, atbp.Sa panahon ng gawaing elektrikal, ang insulating tape ay malawakang ginagamit, na isang simpleng ordinaryong tape na natatakpan sa isang gilid na may goma na malagkit na masa.
Ebonite
Tinatawag din na matigas na goma. Ang pinakamahusay na mga tatak ng ebonite ay naglalaman ng 75% purong goma at 25% sulfur. Ang ilang mga varieties ay naglalaman din ng pagbawi at mga tagapuno. Minsan, gayunpaman, ang mga tagapuno ay idinagdag upang baguhin ang mga katangian ng ebonite sa nais na direksyon, halimbawa, imer upang mapataas ang paglaban sa init nito.
Oudsmruch tungkol sa bCapacitive resistance ng pinakamahuhusay na grado ng ebonite ay umabot sa 1016 — 1017 Ohm x cm. Surface resistance hanggang 1015 Ohm... Gayunpaman, ang surface resistance ay makabuluhang nababawasan sa matagal na pagkakalantad sa light rays. Upang mabawasan ang epektong ito, ang ibabaw ng ebonite ay dapat na mahusay na pinakintab.
Ang pagtanda ay nangyayari dahil sa paglabas ng libreng asupre mula sa ebonite, na pinagsama sa atmospheric oxygen at moisture upang magbigay ng sulfuric acid. Upang ibalik ang ibabaw. ang ebonite ay hinuhugasan muna ng ammonia at pagkatapos ay paulit-ulit na may distilled water.
Ang de-koryenteng lakas ng eboint ay mula 8 hanggang 10 kV / mm sa kapal ng pagkakasunud-sunod ng 5 - 10 mm ... Pinakamataas na lakas ng baluktot mula 400 hanggang 1000 Kilograms / ° Cm2 ... Pansamantalang pagtutol sa impact bending 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Panlaban sa init 45 — 55 ° C.
Ang mga negosyong gumagawa ng ebonite ay karaniwang gumagawa ng ilang uri nito. Kung mas mababa ang grado, mas maraming mga pamalit at tagapuno ng goma ang nilalaman nito. Ang Ebonite ay malawakang ginagamit sa electrical engineering.. Ang Ebonite ay ibinebenta sa mga sheet, rod at tubo.
Kasama sa mga espesyal na grado ng ebonite ang acestonite at volcano-asbestos.Ang kanilang produksyon ay bahagyang naiiba mula sa produksyon ng ebonite, lalo na: dahil ang mga asbestos fibers ay ganap na giniling na may mga roller, ang goma ay natunaw sa gasolina at pagkatapos ay halo-halong may asbestos at iba pang mga filler. Ang ganitong mga mixture ay maaaring maglaman ng napakaliit na goma, hanggang sa 10%, bilang isang resulta kung saan ang paglaban sa init ng mga produktong ito ay maaaring tumaas hanggang sa 160 ° C.
Ang ebonite powder ay ginagamit upang makabuo ng mga plastik kung saan pinipindot ang iba't ibang bahagi ng insulating.
Sintetikong artipisyal na goma
Sa modernong industriya ng cable, hindi natural na goma ang ginustong, ngunit ang mga sintetikong uri at mixtures nito. Ang mga mixture na ito ay nagbibigay ng mga partikular na katangian sa insulating layer at sheath ng mga natapos na produkto (mga wire, wire at cable). Ang mga additives ay idinagdag sa mga mixtures na nagpapabilis sa crosslinking reaction, pati na rin ang mga color pigment at additives na nagpoprotekta sa huling produkto mula sa pagtanda.
Mayroong ilang mga uri ng sintetikong goma - carboxylate, polysulfide, ethylene propim, atbp. Ang mga de-koryenteng katangian ng sintetikong goma ay malapit sa natural na goma, ngunit ang mga mekanikal na katangian ay mas mababa.
Gutta-percha
Ang Gutta-percha ay isang produkto ng coagulation ng milky juice ng ilang halaman na tumutubo sa mga isla ng Malay Archipelago.
Ang Gutta-percha ay naglalaman ng 20-30% resins at 70-80% goma na may hydrocarbons, at ang kemikal na komposisyon nito ay malapit sa natural na goma. Ngunit dahil ang mga kamag-anak ay hindi palaging magkatulad, ang gutta-percha ay naiiba din sa natural na goma. Sa temperatura na 50-70 OC gutta-percha ito ay nagiging plastik, ngunit hindi nababanat, tulad ng goma, at tumitigas kapag nalantad sa lamig.
Ang Gutta-percha ay hindi gumagaling. Nagsisimula itong lumambot sa 37 ° C, sa 60 ° C ito ay nagiging ganap na plastik at sa 130 ° C ito ay natutunaw. Oudsmruch volumetric resistance 1014 — 1016 Ohm x cm.
Ito ay isa sa mga pinakalumang electrical insulating materials. Mula noong 1845, ang mga telegraph wire sa Great Britain ay insulated na may gutta-percha, incl. para sa pagkakabukod ng mga linya sa ilalim ng tubig.
Underwater telegraph cable 1864
Noong dekada ikapitumpu ng siglo XIX, lumitaw ang mga unang pabrika ng cable sa ibang bansa at sa Russia. Ang mga pabrika na ito ay pangunahing gumagawa ng insulated wire para sa telegraph, at ang ilan ay gumagawa ng gutta-percha insulated submarine telegraph cable.
Ang paggamit ng mga bagong hilaw na materyales tulad ng goma, gutta-percha at balata ay sinuportahan ni Franz Klout (1838 - 1910), ipinanganak sa Cologne, na naging innovator at pinakamahalagang tagapagtatag ng industriya ng goma sa Germany.
Ang mga eksperimento sa gutta-percha bilang isang insulating lining ay isinagawa din ni Werner von Siemens, na gustong gamitin ito para sa mga underground cable. Sa loob ng tatlong taon ng mga pagsubok sa ngalan ng gobyerno ng Aleman, lumabas na ang gutta-percha ay nawasak ng mga likas na agresibong sangkap ng lupa at pagkatapos ng maikling panahon ay nawawala ang mga insulating katangian nito sa ilalim ng tubig.
Bilang isang insulator para sa core ng power cable, ang gutta-percha ay tumagal ng medyo maikli, dahil ang pagkakabukod ay naging matigas sa malamig at malambot sa ilalim ng impluwensya ng init, ito ay mahal at samakatuwid ay hindi maaaring gawing perpekto (tingnan ang — Ano ang mga produkto ng cable).
Tinatakpan ang kurdon ng gutta-percha. Greenwich, 1865-66. Pagpinta ni R. C. Dudley
Sa oras na iyon ang mga ugat ay inilatag sa mga tubo na bakal at tingga at binalot ng mga piraso ng bulak, linen o jute. At noong 1882, lumitaw ang ideya na gamitin ang mga materyales na ito para sa pagkakabukod. Para sa layuning ito, ang mga impregnating agent batay sa petrolyo jelly na may pagdaragdag ng mga natural na pampalapot na resin ay nilikha.
Ang gutta-percha press na ginamit noon ay naging hydraulic lead press, kung saan ang lead lining ay direktang inilapat sa core at hindi na kailangang gumamit ng mga bakal na tubo.
Ang kaluban ay protektado mula sa kaagnasan ng bitumen-impregnated jute, na nakabalot sa cable. Dalawang galvanized iron sheet na pinapagbinhi ng bitumen at inilatag na magkakapatong ay ginamit bilang mekanikal na proteksyon. Para sa kumpletong proteksyon laban sa kaagnasan, muli silang natatakpan ng bitumen-impregnated jute.
Ang bitumen ay isa sa mga produkto na nag-iwan ng mga itim na marka sa mga kamay ng mga underground cable installer sa loob ng maraming dekada. Dahil ito, na kilala bilang "earth tar" o "rock tar," ay minahan bilang "natural asphalt," at ngayon ay pangunahing inilabas sa panahon ng vacuum distillation ng langis, ginamit ito noong 2500 B.C. E. na tinatawag na "asphalt" ng ang mga naninirahan sa Mesopotamia para sa mga selyo sa pagitan ng mga tabla ng mga kubyerta ng kanilang mga barko. Ginagamit din ito bilang pasimula sa linoleum upang i-insulate ang mga sahig mula sa pagtagos ng kahalumigmigan.
Ang bale
Ang Balata, isang produktong may kaugnayan sa goma at gutta-percha, ay minahan sa Venezuela. Ang mga katangian nito ay malapit sa gutta-percha at ito ay ginagamit bilang karagdagan dito at sa goma.Ang bale ay naglalaman ng mas maraming natural na resins kaysa sa goma at gutta-percha at, hindi tulad ng goma, ay hindi tumitigas. Ginagamit ito sa malalaking dami bilang isang impregnation sa paggawa ng mga power transmission belt at conveyor belt.
Tingnan din: