Kumm ja kummimaterjalid: kumm, eboniit, gutapertš, balata

Kumm See on üldnimetus, mille all müüakse teatud troopiliste taimede eritatava piimmahla hüübimisprodukti. Nende taimede hulka kuuluvad Brasiilia hevea (Hevea brasiliensis) ja sellega seotud liigid. Umbes 9/10 maailma kummitoodangust pärineb nii metsikust kui ka istanduste heveast.

Istanduskumm on oma kvaliteedi poolest parem kui metsik kumm. Kaubanduslikul kummil on erinevaid nimetusi, kõige väärtuslikum klass on "parakumm". Keemiliselt on kummi põhikomponendiks süsivesinike koostis (С10З16)n. Praegu toodetakse sünteetilist kummi suurtes kogustes isopreeni (C538) polümerisatsiooni teel. Kumm lahustub bensiinis, benseenis, süsinikdisulfiidis jne.

Juba enne Brasiilia avastamist olid põlisindiaanlastel "kummipallid", purunematust materjalist pudelid, pühade ajal kasutati valgustamiseks tõrvikuid, mis põlesid kaua, kuid eraldasid palju tahma ja olid kirbe lõhnaga. Need on valmistatud kummipuu piimvalgetest "pisaratest".

Prantsuse maadeuurija ja teadlane Charles Marie de la Condamine tõi 1744. aastal Briti Prantsusmaa mereblokaadi ajal selle materjali näidised kummikujuliste kuivade kookide kujul. Kuid kumm omandas tööstusliku tähtsuse alles pärast seda, kui Ameerika keemikul Charles Nelson Goodyearil õnnestus 1839. aastal muuta kumm väävliga kuumuse mõjul plastist elastseks (kummiks).

Vulkaniseerimise ja eboniidi tootmise tulemusena sai temast 1848. aastal kaasaegse kummitööstuse rajaja. 1898. aastal asutati Ohios Akranis Goodyear Tire & Rubber Company. Ka praegu on see üks maailma suurimaid kummi- ja sünteetiliste kummitoodete tootjaid.

Kummi töötlemine

Puhtal kujul kummi ei kasutata, vaid see on eelnevalt segatud erinevate ainetega, millest väävel mängib suurt rolli. Saadud segu vormitakse ja vulkaniseeritakse. Segamine toimub kummi lihvimisega rullidel, järk-järgult ühe või teise aine lisamisega.

Kummi massi koostis võib sisaldada järgmisi aineid:

• kumm;

• kummist surrogaadid (rekultivatsioon – vana kumm ja faktid – väävliga vulkaniseeritud rasvõlid);

• täiteained (tsinkoksiid, kriit, kaolv jne);

• väävel;

• vulkaniseerimise kiirendajad;

• pehmendid, millele on lisatud suure protsendi täiteaineid (parafiin, tseresiin, asfalt jne);

• värvained.

Elektrotehnikas kasutatakse pehmet kummi, kõrge täiteainete sisaldusega (kuni 60% ja rohkem), kuid madala väävlisisaldusega ning kõvakummi - sarvkummi, eboniiti, suure väävlisisaldusega.

Kumm

Kumm on kummi ja väävli segu, mida töödeldakse kõrgendatud temperatuuril. Äärmiselt painduv, elastne, täiesti veekindel materjal, millel on kõrged isolatsiooniomadused.Seda toodetakse erineva paksusega lehtedena ja seda kasutatakse laialdaselt juhtmete isoleerimiseks. Negatiivsed omadused on madal kuumakindlus ja õlikindlus.

Vulkaniseerimine ma olen

Elektritoodete puhul kasutatakse äärmiselt kuuma vulkaniseerimist. Vulkaniseerimistemperatuur on kõvakummi puhul 160–170 °C ja pehme kummi puhul 125–145 °C. Vulkaniseerimisaeg sõltub toodete tüübist ja nende suurusest.

Vulkaniseerimisprotsessi kiirendamiseks lisatakse vahusegule orgaanilise ja anorgaanilise päritoluga spetsiaalseid aineid - kiirendajaid. Nende ainete hulka kuuluvad nii mõnede metallide oksiidid kui ka mõned komplekssed orgaanilised ühendid. Mul on kiirendid, mis mitte ainult ei vähenda vulkaniseerimisaega 4-6 korda, vaid annavad ka homogeensema toote ja igas mõttes parimad omadused.

Kummi purustatud omadused

Kummi omadused sõltuvad selle tüübist, täiteaine tüübist, väävli kogusest, vulkaniseerimisajast jne. Väävlisisalduse suurendamine suurendab dielektrilise konstandi nurka ja kaonurka. Lisanditest mõjutab elektriomadusi kõige kahjulikumalt tahm, kõige vähem kahjustab jahvatatud kvarts.

Oudsmruch umbesb mahtuvustakistus on keskmiselt 1014 — 1016 Ohm x cm… Dielektriline konstant 2,5 kuni 3. Elektriline tugevus toorkummi puhul — 24 kV / mm, vulkaniseeritud kummi puhul — 38,7 kV / mm… Vulkaniseeritud kummi kadude puutuja Oud0.005 — 0,0005. puhta kummi kaal 0,93 — 0,97, kummisegu — 1,7 — 2. Ajutine takistustakistus NSja veniv hea kumm — 120 kg / cm2, lisaks rebenemisel pikeneb kumm 7 korda .

Pehme kumm on peamiselt juhtmete isolatsioon, torude, lintide, kinnaste jms tootmiseks.Elektritöödel kasutatakse laialdaselt isoleerteipi, mis on lihtne tavaline lint, mis on ühelt poolt kaetud kummist liimmassiga.

Eboniit

Seda nimetatakse ka kõvaks kummiks. Parimad eboniidi kaubamärgid sisaldavad 75% puhast kummi ja 25% väävlit. Mõned sordid sisaldavad ka taastus- ja täiteaineid. Mõnikord lisatakse aga eboniidi omaduste muutmiseks soovitud suunas täiteaineid, näiteks imeri kuumakindluse suurendamiseks.

Oudsmruch about b Parima klassi eboniidi mahtuvuslik takistus ulatub kuni 1016 — 1017 Ohm x cm Pinnatakistus kuni 1015 Ohm... Pikaajalisel valguskiirtega kokkupuutel aga väheneb pinnatakistus oluliselt. Selle efekti vähendamiseks peaks eboniidi pind olema hästi poleeritud.

Vananemine toimub tänu vaba väävli vabanemisele eboniidist, mis ühineb õhuhapniku ja niiskusega ning annab väävelhapet. Pinna taastamiseks. eboniiti pestakse esmalt ammoniaagiga ja seejärel korduvalt destilleeritud veega.

Eboint elektriline tugevus on 8 kuni 10 kV / mm paksuse suurusjärgus 5 - 10 mm ... Maksimaalne paindetugevus 400 kuni 1000 kilogrammi / ° Cm2 ... Ajutine vastupidavus löögi painutamisel 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Kuumakindlus 45 — 55 °C.

Eboniiti tootvad ettevõtted toodavad seda tavaliselt mitut sorti. Mida madalam klass, seda rohkem sisaldab see kummiasendajaid ja täiteaineid. Eboniiti kasutatakse laialdaselt elektrotehnikas. Eboniiti müüakse lehtede, varraste ja torudena.

Eboniidi eriklasside hulka kuuluvad atsetoniit ja vulkaanasbest.Nende tootmine erineb veidi eboniidi tootmisest, nimelt: kuna asbestikiud jahvatatakse täielikult rullidega, lahustatakse kumm bensiinis ja segatakse seejärel asbesti ja muude täiteainetega. Sellised segud võivad sisaldada väga vähe kummi, kuni 10%, mille tulemusena võib nende toodete kuumakindlus tõusta kuni 160 °C.

Eboniidi pulbrit kasutatakse plastide tootmiseks, millest pressitakse erinevaid isoleerivaid osi.

Sünteetiline kunstkumm

Kaasaegses kaablitööstuses eelistatakse mitte looduslikku kummi, vaid selle sünteetilisi liike ja segusid. Need segud annavad valmistoodete (traadid, juhtmed ja kaablid) isoleerkihile ja kestale spetsiifilised omadused. Segudele lisatakse ristsidumise reaktsiooni kiirendavaid lisaaineid, samuti värvipigmente ja lisaaineid, mis kaitsevad lõpptoodet vananemise eest.

Sünteetilist kummi on mitut tüüpi — karboksülaat, polüsulfiid, etüleenpropiim jne. Sünteetilise kummi elektrilised omadused on lähedased loodusliku kautšuki omadele, kuid mehaanilised omadused on madalamad.

Guttapertša

Guttapertš on teatud Malai saarestiku saartel kasvavate taimede piimja mahla koagulatsiooniprodukt.

Guttapertš sisaldab 20-30% vaiku ja 70-80% süsivesinikega kummi ning selle keemiline koostis on lähedane looduslikule kautšukile. Kuid kuna sugulased pole alati sarnased, käitub guttapertš ka looduslikust kautšukist erinevalt. Temperatuuril 50-70 OC muutub gutapertš plastiliseks, kuid mitte elastseks, nagu kumm, ja kõvastub külma käes.

Guttapertš ei ravi. See hakkab pehmenema 37 ° C juures, 60 ° C juures muutub see täielikult plastiliseks ja 130 ° C juures sulab. Oudsmruchi mahutakistus 1014 — 1016 Ohm x cm.

See on üks vanimaid elektriisolatsioonimaterjale. Alates 1845. aastast on Suurbritannias telegraafijuhtmeid isoleeritud guttapertšiga, sh. allveeliinide isoleerimiseks.

Veealune telegraafikaabel 1864

XIX sajandi seitsmekümnendatel ilmusid esimesed kaablitehased välismaal ja Venemaal. Need tehased toodavad peamiselt telegraafi jaoks isoleeritud traati ja mõned teevad gutapertši isolatsiooniga veealuseid telegraafikaableid.

Uute toorainete nagu kummi, guttapertša ja balata kasutamist toetas Kölnis sündinud Franz Klout (1838 - 1910), kellest sai Saksamaa kummitööstuse uuendaja ja olulisim rajaja.

Guttapertši kui isoleeriva vooderdise katseid tegi ka Werner von Siemens, kes soovis seda kasutada maakaablite jaoks. Kolm aastat kestnud katsete käigus Saksamaa valitsuse tellimusel selgus, et guttapertš hävib maa looduslike agressiivsete ainete toimel ja kaotab lühikese aja pärast oma isoleerivad omadused maa-aluses vees.

Toitekaabli südamiku isolaatorina kestis gutapertš suhteliselt lühikest aega, kuna isolatsioon muutus külmas kõvaks ja kuumuse mõjul pehmeks, oli kallis ja seetõttu ei saanud seda ideaalseks muuta (vt — Mis on kaabeltooted).

Juhtme katmine guttapertšiga. Greenwich, 1865-66. R. C. Dudley maal

Sel ajal asetati veenid rauast ja pliist torudesse ning mähiti puuvilla-, lina- või džuudiribadesse. Ja 1882. aastal tekkis idee kasutada neid materjale isolatsiooniks. Selleks on loodud vaseliini baasil immutusained, millele on lisatud looduslikke paksendavaid vaiku.

Seejärel kasutatud gutapertšapressist sai hüdrauliline pliipress, mille abil kanti pliivooder otse südamikule ja raudtorusid polnud vaja kasutada.

Mantlit kaitseb korrosiooni eest bituumeniga immutatud džuut, mis on mähitud ümber kaabli. Mehaanilise kaitsena kasutati kahte bituumeniga immutatud tsingitud raudplekki, mis olid kaetud ülekattega. Täielikuks korrosioonikaitseks kaeti need taas bituumeniga immutatud džuudiga.

Bituumen on üks nendest toodetest, mis on jätnud maakaabli paigaldajate kätele mustad jäljed paljudeks aastakümneteks. Kuna seda, tuntud kui "muldtõrv" või "kivitõrv", kaevandati "loodusliku asfaldina" ja tänapäeval vabaneb see peamiselt nafta vaakumdestilleerimisel, kasutati seda juba 2500 e.m.a., mida nimetati "asfaldiks". Mesopotaamia elanikke oma laevade tekkide laudade vahele jäävate hüljeste pärast. Seda kasutatakse ka linoleumi eelkäijana põrandate isoleerimiseks niiskuse läbitungimise eest.

Pall

Venezuelas kaevandatakse kummi ja guttapertšiga seotud toodet Balata. Selle omadused on gutapertšile lähedased ning seda kasutatakse selle ja kummi lisandina.Pall sisaldab rohkem looduslikke vaikusid kui kumm ja gutapertš ning erinevalt kummist ei kõvene. Seda kasutatakse suurtes kogustes immutajana jõuülekande lintide ja konveierilintide tootmisel.

Vaata ka:

Kummiisolatsiooniga juhtmed ja kaablid: tüübid, eelised ja puudused, materjalid, tootmistehnoloogia