Rubber en rubbermaterialen: rubber, eboniet, guttapercha, balata

Rubber Dit is de generieke naam waaronder het stollingsproduct van het melkachtige sap dat door bepaalde tropische planten wordt afgescheiden, wordt verkocht. Deze planten omvatten de Braziliaanse hevea (Hevea brasiliensis) en zijn verwante soorten. Ongeveer 9/10 van 's werelds rubberproductie is afkomstig van zowel wilde hevea als plantage hevea.

Plantagerubber is qua kwaliteit superieur aan wild rubber. Commercieel rubber heeft verschillende namen, de meest waardevolle kwaliteit is «para-rubber». Chemisch gezien is het hoofdbestanddeel van rubber een koolwaterstofsamenstelling (С10З16)n. Momenteel wordt synthetisch rubber in grote hoeveelheden geproduceerd door polymerisatie van isopreen (C538). Rubber is oplosbaar in benzine, benzeen, koolstofdisulfide, enz.

Al vóór de ontdekking van Brazilië hadden de inheemse Indianen "rubberen ballen", flessen van onbreekbaar materiaal en gebruikten ze fakkels voor verlichting op feestdagen, die lang brandden, maar veel roet afgaven en een penetrante geur hadden. Ze zijn gemaakt van de melkwitte "tranen" van de rubberboom.

Monsters van dit materiaal in de vorm van rubberachtige droge cakes werden in 1744 mee naar huis genomen door de Franse ontdekkingsreiziger en wetenschapper Charles Marie de la Condamine tijdens de Britse zeeblokkade van Frankrijk. Maar rubber kreeg industrieel belang pas nadat de Amerikaanse chemicus Charles Nelson Goodyear er in 1839 in slaagde rubber met zwavel onder invloed van hitte om te zetten van plastic naar een elastische toestand (rubber).

Als resultaat van het proces van vulkanisatie en productie van eboniet, werd hij in 1848 de grondlegger van de moderne rubberindustrie. In 1898 werd de Goodyear Tire & Rubber Company opgericht in Akran, Ohio. Tot op de dag van vandaag is het een van de grootste producenten van rubber en synthetische rubberproducten ter wereld.

Rubberverwerking

In zijn pure vorm wordt rubber niet gebruikt, maar voorgemengd met verschillende stoffen, waarbij zwavel een grote rol speelt. Het resulterende mengsel wordt gevormd en gevulkaniseerd. Het mengen gebeurt door het rubber op rollen te malen, met geleidelijke toevoeging van een of andere stof.

De samenstelling van de rubbermassa kan de volgende stoffen bevatten:

• rubber;

• rubbersurrogaten (ontginning — oude rubber en feiten — met zwavel gevulkaniseerde vette oliën);

• vulstoffen (zinkoxide, krijt, kaolv, enz.);

• zwavel;

• vulkanisatieversnellers;

• weekmakers toegevoegd met een groot percentage vulstoffen (paraffine, ceresine, asfalt, enz.);

• kleurstoffen.

In de elektrotechniek wordt zacht rubber gebruikt, met een hoog gehalte aan vulstoffen (tot 60% en meer), maar met een laag zwavelgehalte, en hard rubber - hoornrubber, eboniet, met een hoog zwavelgehalte.

Rubber

Rubber is een mengsel van rubber en zwavel dat bij verhoogde temperatuur wordt verwerkt. Extreem flexibel, elastisch, volledig waterdicht materiaal met hoge isolerende eigenschappen.Het wordt geproduceerd in de vorm van platen van verschillende diktes en wordt veel gebruikt om draden te isoleren. De negatieve eigenschappen zijn lage hittebestendigheid en oliebestendigheid.

VulkanisatieIk ben

Voor elektrische producten wordt extreem hete vulkanisatie gebruikt. De vulkanisatietemperatuur is 160 - 170 ° C voor hard rubber en 125 - 145 ° C voor zacht rubber. De vulkanisatietijd is afhankelijk van het type producten en hun grootte.

Om het vulkanisatieproces te versnellen, worden speciale stoffen van organische en anorganische oorsprong - versnellers - aan het schuimmengsel toegevoegd. Deze stoffen omvatten oxiden van sommige metalen en enkele complexe organische verbindingen. Ik heb versnellers die niet alleen de vulkanisatietijd met 4-6 keer verminderen, maar ook een homogener product geven en in alle opzichten de beste eigenschappen.

Verpletterde eigenschappen van rubber

De eigenschappen van rubber zijn afhankelijk van het type, type vulmiddel, hoeveelheid zwavel, vulkanisatietijd etc. Verhoging van het zwavelgehalte vergroot de diëlektrische constante hoek en verlieshoek. Van de onzuiverheden heeft roetzwart het meest schadelijke effect op elektrische eigenschappen en is gemalen kwarts het minst schadelijk.

Oudsmruch over de capaciteitsweerstand is gemiddeld 1014 - 1016 Ohm x cm... Diëlektrische constante van 2,5 tot 3. Elektrische sterkte voor ruw rubber - 24 kV / mm, voor gevulkaniseerd rubber - 38,7 kV / mm... Verlies tangens voor gevulkaniseerd rubber 0,005 - 0,02. gewicht van puur rubber 0,93 - 0,97, rubbermengsel - 1,7 - 2. Tijdelijke weerstandsweerstand NSen uitrekken van goed rubber - 120 kg / cm2, bovendien wordt het rubber bij scheuren 7 keer verlengd.

Zacht rubber is voornamelijk de isolatie van draden, voor de productie van buizen, banden, handschoenen, enz.Tijdens elektrische werkzaamheden wordt veel isolatietape gebruikt, een eenvoudige, gewone tape die aan één kant is bedekt met een rubberen kleefmassa.

Eboniet

Ook wel harde rubber genoemd. De beste merken eboniet bevatten 75% puur rubber en 25% zwavel. Sommige soorten bevatten ook herstel- en vulstoffen. Soms worden echter vulstoffen toegevoegd om de eigenschappen van eboniet in de gewenste richting te veranderen, bijvoorbeeld imer om de hittebestendigheid te vergroten.

Oudsmruch over bCapacitieve weerstand van de beste soorten eboniet gaat tot 1016 - 1017 Ohm x cm Oppervlakteweerstand tot 1015 Ohm... De oppervlakteweerstand wordt echter aanzienlijk verminderd bij langdurige blootstelling aan lichtstralen. Om dit effect te verminderen, moet het ebonietoppervlak goed gepolijst zijn.

Veroudering vindt plaats door het vrijkomen van vrije zwavel uit het eboniet, dat zich combineert met zuurstof en vocht uit de lucht om zwavelzuur te geven. Om het oppervlak te herstellen. het eboniet wordt eerst gewassen met ammoniak en daarna herhaaldelijk met gedestilleerd water.

De elektrische sterkte van eboint is van 8 tot 10 kV / mm bij diktes in de orde van grootte van 5 - 10 mm ... Maximale buigsterkte van 400 tot 1000 kilogram / ° Cm2 ... Tijdelijke weerstand bij impactbuiging 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Hittebestendigheid 45 — 55 ° C.

Ondernemingen die eboniet produceren, produceren er meestal verschillende soorten van. Hoe lager de kwaliteit, hoe meer rubbervervangers en vulstoffen het bevat. Eboniet wordt veel gebruikt in de elektrotechniek. Eboniet wordt verkocht in platen, staven en buizen.

Speciale soorten eboniet zijn acestoniet en vulkaanasbest.Hun productie wijkt iets af van de productie van eboniet, namelijk: aangezien de asbestvezels volledig worden vermalen met walsen, wordt het rubber opgelost in benzine en vervolgens gemengd met asbest en andere vulstoffen. Dergelijke mengsels kunnen zeer weinig rubber bevatten, tot wel 10%, waardoor de hittebestendigheid van deze producten kan oplopen tot wel 160°C.

Ebonietpoeder wordt gebruikt om kunststoffen te produceren waaruit verschillende isolerende delen worden geperst.

Synthetisch kunstrubber

In de moderne kabelindustrie heeft niet natuurrubber de voorkeur, maar zijn synthetische soorten en mengsels. Deze mengsels geven specifieke eigenschappen aan de isolatielaag en mantel van afgewerkte producten (draden, draden en kabels). Aan de mengsels worden additieven toegevoegd die de vernettingsreactie versnellen, evenals kleurpigmenten en additieven die het eindproduct beschermen tegen veroudering.

Er zijn verschillende soorten synthetisch rubber: carboxylaat, polysulfide, ethyleenpropim, enz. De elektrische eigenschappen van synthetisch rubber liggen dicht bij die van natuurlijk rubber, maar de mechanische eigenschappen zijn lager.

Gutta percha

Guttapercha is een product van coagulatie van het melkachtige sap van bepaalde planten die groeien op de eilanden van de Maleisische archipel.

Guttapercha bevat 20-30% harsen en 70-80% rubber met koolwaterstoffen, en de chemische samenstelling ligt dicht bij natuurlijk rubber. Maar omdat verwanten niet altijd hetzelfde zijn, gedraagt ​​guttapercha zich ook anders dan natuurlijk rubber. Bij een temperatuur van 50-70 OC guttapercha wordt het plastisch, maar niet elastisch, zoals rubber, en hardt het uit bij blootstelling aan kou.

Guttapercha geneest niet. Bij 37°C begint het zacht te worden, bij 60°C wordt het volledig plastisch en bij 130°C smelt het. Oudsmruch volumetrische weerstand 1014 — 1016 Ohm x cm.

Het is een van de oudste elektrische isolatiematerialen. Sinds 1845 worden telegraafdraden in Groot-Brittannië geïsoleerd met guttapercha, incl. voor isolatie van onderwaterleidingen.

Onderwatertelegraafkabel 1864

In de jaren zeventig van de 19e eeuw verschenen de eerste kabelfabrieken in het buitenland en in Rusland. Deze fabrieken maken voornamelijk geïsoleerde draad voor de telegraaf, en enkele maken guttapercha geïsoleerde onderzeese telegraafkabel.

Het gebruik van nieuwe grondstoffen zoals rubber, guttapercha en balata werd ondersteund door de in Keulen geboren Franz Klout (1838 - 1910), die uitgroeide tot vernieuwer en de belangrijkste grondlegger van de rubberindustrie in Duitsland.

Experimenten met guttapercha als isolerende bekleding werden ook uitgevoerd door Werner von Siemens, die het wilde gebruiken voor ondergrondse kabels. Tijdens drie jaar testen in opdracht van de Duitse overheid bleek dat guttapercha door de natuurlijke agressieve stoffen van de aarde wordt vernietigd en na korte tijd zijn isolerende eigenschappen verliest in het grondwater.

Als isolator voor de kern van de stroomkabel ging guttapercha relatief kort mee, daar de isolatie hard werd in de kou en zacht werd onder invloed van warmte, was duur en daardoor niet ideaal te maken (zie — Wat zijn kabelproducten).

Het snoer bedekken met guttapercha. Greenwich, 1865-1866. Schilderij van RC Dudley

In die tijd werden de aders in buizen van ijzer en lood gelegd en omwikkeld met stroken katoen, linnen of jute. En in 1882 ontstond het idee om deze materialen te gebruiken voor isolatie. Hiervoor zijn impregneermiddelen op basis van vaseline met toevoeging van natuurlijke verdikkingsharsen ontwikkeld.

De toen gebruikte guttaperchapers werd een hydraulische loden pers, waarbij de loden bekleding direct op de kern werd aangebracht en er geen ijzeren buizen meer nodig waren.

De mantel wordt tegen corrosie beschermd door met bitumen geïmpregneerde jute, die om de kabel is gewikkeld. Twee gegalvaniseerde ijzeren platen geïmpregneerd met bitumen en overlappend gelegd werden gebruikt als mechanische bescherming. Voor volledige bescherming tegen corrosie werden ze opnieuw bekleed met met bitumen geïmpregneerde jute.

Bitumen is een van de producten die al tientallen jaren zwarte sporen achterlaten op de handen van ondergrondse kabelinstallateurs. Omdat het, bekend als "aardeteer" of "steenteer", werd gewonnen als "natuurlijk asfalt", en tegenwoordig voornamelijk vrijkomt bij de vacuümdestillatie van olie, werd het al in 2500 v.G.T. gebruikt. de inwoners van Mesopotamië voor de zegels tussen de planken van de dekken van hun schepen. Het wordt ook gebruikt als voorloper van linoleum om vloeren te isoleren tegen het binnendringen van vocht.

De baal

Balata, een product gerelateerd aan rubber en guttapercha, wordt gedolven in Venezuela. De eigenschappen liggen dicht bij guttapercha en het wordt gebruikt als aanvulling daarop en op rubber.De baal bevat meer natuurlijke harsen dan rubber en guttapercha en hardt, in tegenstelling tot rubber, niet uit. Het wordt in grote hoeveelheden gebruikt als impregnering bij de productie van aandrijfriemen en transportbanden.

Zie ook:

Draden en kabels met rubberen isolatie: soorten, voor- en nadelen, materialen, productietechnologie