חומרי גומי וגומי: גומי, אבנית, גוטה-פרחה, בלטה

גוּמִי האם השם הגנרי שמתוכו משווק תוצר הקרישה של המיץ החלבני המפריש מצמחים טרופיים מסוימים. צמחים אלה כוללים את Hevea הברזילאי (Hevea brasiliensis) ומינים קרובים. כ -9/10 מייצור הגומי העולמי מתקבל הן מגידול פראי והן מטעי חבורה.

גומי המטעים עדיף באיכותו על גומי הגדל בר. לגומי המסחרי שמות שונים, הציון היקר ביותר הוא "פאר-גומי". מבחינה כימית, המרכיב העיקרי של הגומי הוא הרכב פחמימני (עם₁₀ח₁₆)_נ. גומי מלאכותי מיוצר כיום בכמויות גדולות על ידי פילמור איזופרן (ג₅ח₈). הגומי מסיס בבנזין, בנזן, פחמן דיסולפיד וכו '.

עוד לפני גילוי ברזיל, לאינדיאנים המקומיים היו "כדורי גומי", בקבוקים העשויים מחומר בלתי שביר והשתמשו בלפידים לתאורה בחגים, שנשרפו במשך זמן רב, אך נתנו פיח רב וריח חריף. הם היו עשויים מה"קרעים "הלבנים החלביים של עץ הגומי.

דוגמאות של חומר זה בצורת עוגות יבשות מגומי הובאו הביתה על ידי החוקר והמדען הצרפתי צ'ארלס מארי דה לה קונדמין בשנת 1744 במהלך המצור הימי הבריטי נגד צרפת. אך הגומי קיבל חשיבות תעשייתית רק לאחר שהכימאי האמריקאי צ'ארלס נלסון גודייר בשנת 1839 הצליח להמיר גומי עם גופרית בפעולת חום מפלסטיק למצב אלסטי (גומי).

כתוצאה מתהליך הריסת וייצור אבנית, בשנת 1848 הפך למייסד תעשיית הגומי המודרנית. בשנת 1898 נוסדה חברת Goodyear Tire & Rubber בחברת Akran, אוהיו. גם כיום מדובר באחת היצרניות הגדולות של מוצרי גומי וגומי סינתטי בעולם.

עיבוד גומי

בצורתו הטהורה אין משתמשים בגומי, אלא מעורבבים מראש בחומרים שונים, מהם גופרית משחקת את התפקיד העיקרי. התערובת המתקבלת מעוצבת ומגולסת. הערבוב מתרחש על ידי טחינת הגומי על גלילים, בתוספת הדרגתית של חומר כזה או אחר.

הרכב מסת הגומי עשוי לכלול את החומרים הבאים:

• גוּמִי;

• פונדקאי גומי (מתחדשים - גומי ישן ועובדות - שמנים שומניים מגולסים בגופרית);

• חומרי מילוי (תחמוצת אבץ, גיר, קאאוlב וכו ');

• גוֹפרִית;

• מאיצי וולקניזציה;

• מרככים שנוספו עם אחוז גדול של חומרי מילוי (פרפין, קרסין, אספלט וכו ');

• צבעים.

בהנדסת חשמל משתמשים בגומי רך, בעל תכולת מילוי גבוהה (עד 60% ומעלה), אך בעל תכולת גופרית נמוכה, וגומי קשיח - גומי קרן, אבוניט, בעל תכולת גופרית גבוהה.

גוּמִי

גומי הוא תערובת של גומי וגופרית, המעובדים בטמפרטורה גבוהה. חומר גמיש במיוחד, גמיש, עמיד למים לחלוטין עם תכונות בידוד גבוהות. הוא מיוצר בצורה של יריעות בעוביים שונים ונמצא בשימוש נרחב לבידוד חוטים. תכונות שליליות הן עמידות בחום נמוכה ועמידות בשמן.

וולקניזציהאני

עבור מוצרי חשמל, נעשה שימוש בגרון חם בלבד. טמפרטורת הוולקניזציה היא 160 - 170 ° C לגומי קשיח ו 125 - 145 ° С לגומי רך. זמן הוולקניזציה תלוי בסוג המוצר ובגודל שלו.

כדי להאיץ את תהליך הוולקניזציה עםלתערובת מתווספים חומרים מיוחדים ממוצא אורגני ולא אורגני - מאיצים. חומרים אלה כוללים תחמוצות של כמה מתכות, כמו גם כמה תרכובות אורגניות מורכבות. ישמאיצים נלא רק להקטין את זמן הוולקניזציה פי 4-6 פעמים, אלא גם לתת למוצר אחיד יותר ו מכל הבחינות התכונות הטובות ביותר.

תכונות גומי מקומטות

תכונות הגומי תלויות בסוגו, סוג המילוי, כמות הגופרית, זמן הוולקניזציה וכו 'עלייה בתכולת הגופרית מגדילה את הדיאלקטרי.חשמלי זווית קבועה ואובדן. מבין הזיהומים, פיח הוא המזיק ביותר לתכונות החשמליות, וקוורץ טחון הוא הפחות מזיק.

Oudאַשׁוּחִית על אודותבהתנגדות הקיבול היא בממוצע 10¹⁴ - 10¹⁶ אה x עםM... דיאלחשמלי קבוע מ 2.5 עד 3. Elחשמלי חוזק לגומי גולמי - 24 kV / mm, לגומי וולקני - 38,7 kV / mm... משיק אובדן לגומי וולקני 0.005 - 0, 02. Oudאַשׁוּחִית משקל גומי טהור 0.93 - 0.97, תערובת גומי - 1.7 - 2. התנגדות זמניתגועל NSו מתיחת גומי טוב - 120 ק"ג / ס"מ²יתר על כן, בקרע הוארך הגומי פי 7.

גומי רך הוא בעיקר נובידוד המוליכים, לייצור צינורות, קלטות, כפפות וכו '. במהלך עבודות חשמל נעשה שימוש נרחב בקלטת בידוד, שהיא קלטת רגילה המכוסה בצד אחד במסת דבק גומי.

אבנית

זה נקרא גם גומי קשיח. ציוני האבוניט הטובים ביותר מכילים 75% גומי טהור ו -25% גופרית. חלק מהזנים מכילים גם החזר ומילוי. עם זאת, לפעמים מתווספים חומרי מילוי כדי לשנות את המאפיינים של ebonite בכיוון הרצוי, למשלimer, כדי להגביר את עמידות החום שלו.

Oudאַשׁוּחִית על אודותבהתנגדות קיבולית של הציונים הטובים ביותר ebonite עולה עד 10¹⁶ - 10¹⁷ אה x עםM. התנגדות פני השטח עד 10¹⁵אוֹם... עם זאת, התנגדות פני השטח מופחתת באופן משמעותי על ידי חשיפה ממושכת לקרני אור. כדי להפחית את האפקט הזה, משטח האבניט חייב להיות מלוטש היטב.

ההזדקנות מתרחשת עקב שחרור גופרית חופשית מאבוניט, המשתלבת עם חמצן אטמוספרי ולחות לתת חומצה גופרית. לשיקום משטח ,. אבוניט נשטף תחילה באמוניה, ולאחר מכן, שוב ושוב, במים מזוקקים.

העוצמה החשמלית של ה- eboint היא מ 8 עד 10 קילו וולט / מ"מ בעוביים בסדר גודל של 5 - 10 מ"מ... חוזק כיפוף אולטימטיבי מ 400 עד 1000 ק"ג/ גM²... התנגדות זמניתהלא בְּ- כיפוף הלם 5 - 20 (ק"ג x ס"מ) / ס"מ²... עמידות בחום 45 - 55 מעלות צלזיוס

חברות, מייצר ebonite, בדרך כלל מייצרים כמה סוגים של זה. ככל שהציון נמוך יותר כך הוא מכיל יותר תחליפי גומי וחומרי מילוי. Ebonite נמצא בשימוש נרחב בהנדסת חשמל.. Ebonite נמכר ביריעות, מוטות וצינורות.

ציונים מיוחדים של ebonite כוללים אססטוניט והר געש-אסבסט. הייצור שלהם שונה במקצת מייצור האבוניט, כלומר: מכיוון שסיבי האסבסט נטחנים לחלוטין עם גלילים, הגומי נמס בבנזין ואז מעורבב באסבסט וחומרי מילוי אחרים. תערובות כאלה יכולות להכיל מעט מאוד גומי, עד 10%, וכתוצאה מכך ניתן להעלות את עמידות החום של מוצרים אלה ל -160 מעלות צלזיוס.

אבקת אבנית משמשת לייצור פלסטיק שממנו נלחצים חלקי בידוד שונים.

גומי מלאכותי סינטטי

בתעשיית הכבלים המודרנית ניתנת העדפה לא לגומי טבעי, אלא לסוגים ותערובות סינתטיות שלו. תערובות אלה מקנות תכונות ספציפיות לשכבת הבידוד ולעטפת המוצרים המוגמרים (ליבות, חוטים וכבלים). לתערובות מתווספים תוספים המאיצים את תגובת הצלב, כמו גם פיגמנטים צבעוניים ותוספים המגנים על המוצר המוגמר מפני התיישנות.

ישנם מספר סוגים של גומי סינטטי - קרבוקסילאט, פוליסולפיד, אתילן פרופימי וכו '. המאפיינים החשמליים של גומי סינטטי קרובים לאלה של טבעיים, אך התכונות המכניות נמוכות יותר.

גוטה-פרצ'ה

Gutta-percha הוא תוצר של קרישה של מיץ חלבי של כמה צמחים הגדלים באיים של הארכיפלג המלאי.

Gutta -percha מכיל 20 - 30% שרפים ו- 70 - 80% גומי עם פחמימנים, והרכבו הכימי קרוב לגומי טבעי. אך מכיוון שלא תמיד קרובי משפחה זהים, גם גוטה-פרחה מתנהג בצורה שונה מגומי טבעי. בטמפרטורה של 50 - 70 ^אועם גוטה-פרצ'ה הוא הופך לפלסטיק, אך לא אלסטי, כמו גומי, ומתקשה בעת חשיפה לקור.

גוטה-פרחה לא מרפא. הוא מתחיל להתרכך ב 37 מעלות צלזיוס, ב 60 מעלות צלזיוס הוא הופך לפלסטי לחלוטין וב 130 מעלות צלזיוס הוא נמס. Oudאַשׁוּחִית נפחי התנגדות 10¹⁴ - 10¹⁶ אה x עםM.

זהו אחד מחומרי הבידוד החשמליים הוותיקים ביותר. מאז 1845 מבודדים חוטי טלגרף בבריטניה הגדולה עם גוטה-פרצ'ה, כולל. לבידוד קווים מתחת למים.

כבל טלגרף תת ימי 1864

בשנות השבעים של המאה ה- XIX הופיעו מפעלי הכבלים הראשונים בחו"ל וברוסיה. מפעלים אלה ייצרו בעיקר חוט מבודד לטלגרף ומעטים מהם ייצרו כבל טלגרף מתחת למים מבודד גוטה-פרחה.

השימוש בחומרי גלם חדשים כגון גומי, גוטה -פרצ'ה ובלאטה תמך בידי פרנץ קלוט (1838 - 1910), יליד קלן, שהפך לחדשן ולמייסד החשוב ביותר של תעשיית הגומי בגרמניה.

ניסויים עם גוטה-פרצ'ה כבטנה מבודדת בוצעו גם על ידי ורנר פון סימנס, שרצה ליישם אותו על כבלים תת קרקעיים. במהלך בדיקות של שלוש שנים מטעם ממשלת גרמניה, התברר כי גוטרה-פרחה נהרסת על ידי החומרים התוקפניים הטבעיים של כדור הארץ ולאחר זמן קצר מאבדת את תכונות הבידוד שלה במי תהום.

כמבודד ליבות כבל החשמל, גוטה-פרחה נמשך זמן קצר יחסית, מכיוון שהבידוד בקור נעשה קשה, ובהשפעת החום הוא היה רך, הוא היה יקר, ולכן לא יכול היה להפוך לאידיאלי. (ראה - מהם מוצרי הכבלים).

ציפוי הכבל עם גוטה-פרצ'ה. גריניץ ', 1865-66. ציור מאת ר.סי דאדלי

הוורידים באותה תקופה הונחו בצינורות העשויים מברזל ועופרת והיו עטופים בקלטות כותנה, פשתן או יוטה. ובשנת 1882 עלה הרעיון להשתמש בחומרים אלה לבידוד. לשם כך נוצרו סוכני הספגה על בסיס ג'לי נפט בתוספת שרפים טבעיים לעיבוי.

מכבש הגוטה-פרצ'ה המשמש הופך אז למכבש עופרת הידראולי, בעזרתו רירית עופרת הוחלה ישירות על הליבה ואין צורך להשתמש בצינורות ברזל.

הציפוי היה מוגן מפני קורוזיה בעזרת יוטה ספוגת ביטומן, שהיתה כרוכה סביב הכבל. שני יריעות ברזל מגולוון שהוספגו ב ביטומן והונחו בחפיפה שימשו כהגנה מכנית. להגנה מלאה מפני קורוזיה, הם היו מכוסים שוב ביוטה ספוגת ביטומן.

ביטומן הוא אחד המוצרים שהותירו עקבות שחורות בידי מתקיני כבלים תת קרקעיים במשך עשרות שנים רבות. מכיוון שהוא מכונה "זפת אדמה" או "זפת סלע", כרה כ"אספלט טבעי ", וכיום הוא משתחרר בעיקר במהלך זיקוק נפט בחלל ריק, הוא שימש כבר בשנת 2500 לפני הספירה. נקרא "אספלט" על ידי תושבי מסופוטמיה על כלבי הים בין קרשי סיפוני ספינותיהם. הוא שימש גם כמבשר לינוליאום לבודד רצפות מחדירת לחות.

באלאטה

Balata - מוצר הקשור לגומי ולגוטה -פרצ'ה, ממוקש בוונצואלה. מבחינת המאפיינים, הוא קרוב לגוטה-פרחה ומשמש כתוספת אליו ולגומי.באלאטה מכיל שרפים טבעיים יותר מגומי וגוטה-פרצ'ה ובניגוד לגומי אינו מרפא. הוא משמש בכמויות גדולות כהספגה בייצור חגורות הילוכים וחגורות מסוע.

ראה גם:

חוטים וכבלים מבודדים מגומי: סוגים, יתרונות וחסרונות, חומרים, טכנולוגיית ייצור