Home ⇒ 👍Фізика ⇒ Каучук і каучукові матеріали

Каучук і каучукові матеріали

Каучук – загальне ім’я, під яким продається продукт коагуляції молочного соку, який виділяється деякими тропічними рослинами. До числа цих рослин відноситься Бразильська гевея (Hevea brasiliensis) і споріднені з нею види. З гевей як дико зростаючих, так і плантацій виходить близько 9/10 світового видобутку каучуку.

Плантаційний каучук вище за своїми якостями, ніж дико зростаючий. Продажний каучук носить різні назви, найбільш цінний сорт “пара-каучук”. У хімічному відношенні головною складовою частиною каучуку є вуглеводень складу (С10H16) n. В даний у великих обсягах випускається штучний каучуку, шляхом полімеризації ізопрену (C5H8). Каучук розчинний в бензині, бензолі, сірковуглеці та ін.

Обробка каучуку

У чистому вигляді каучук не застосовується, а попередньо змішується з різними речовинами, з яких головну роль відіграє сірка. Отримана суміш формується і піддається вулканізації. Змішання відбувається шляхом перетирання каучуку на вальцях, з поступовою підсипанням того чи іншого речовини.

До складу каучукової маси можуть входити такі речовини:

Каучук; Сурогати каучуку (регенерат – старий каучук і фактис – жирні олії, вулканізованої сірої); Наповнювачі (окис цинку, крейда, каолін і т. п.); Сірка; Прискорювачі вулканізації; Смягчители, додаємо при великому відсотку наповнювачів (парафін, церезин, асфальт та ін.); Барвники.

В електротехніці застосовується м’який каучук, з великим вмістом наповнювачів (до 60% і вище), але з малим вмістом сірки, і твердий каучук – роговий каучук, ебоніт, з великим вмістом сірки.

Гума

Гума – суміш каучуку з сіркою, оброблена при підвищеній температурі. Надзвичайно гнучкий, еластичний, абсолютно водонепроникний матеріал, що володіє високими ізоляційними властивостями. Виготовляється у вигляді листів різної товщини і широко використовується для ізоляції проводів. Негативні якості – малі теплостійкість і маслостійкість.

Вулканізація

Для електротехнічних виробів застосовується виключно гаряча вулканізація. Температура вулканізації 160 – 170 ° С для твердого каучуку і 125 – 145 ° С для м’якого. Час вулканізації залежить від роду виробів і їх розміру. Для прискорення процесу вулканізації в суміш додають особливі речовини органічного та неорганічного походження – прискорювачі. До таких речовин належать окису деяких металів, а також деякі складні органічні сполуки. Прискорювачі не тільки скорочують час вулканізації в 4 – 6 разів, а й дають продукт більш однорідний і в усіх відношеннях кращих якостей.

Властивості мятого каучуку

Властивості каучуку залежать від його сорту, роду наповнювачів, кількості сірки, часу вулканізації і т. Д. Збільшення вмісту сірки збільшує діелектрічсекую постійну і кут втрат. З домішок найбільш шкідливо впливає на електричні властивості сажа, найменш – мелений кварц.

Питомий об’ємний опір в середньому становить 1014 – 1016 Ом х см. Діелектрічская постійна від 2,5 до 3. Електрична міцність становить для сирого каучуку – 24 кВ / мм, для каучуку вулканізованого – 38,7 кВ / мм. Тангенс кута втрат для вулканізованого каучуку 0,005 – 0,02. Питома вага чистого каучуку 0,93 – 0,97, каучукової суміші – 1,7 – 2. Тимчасовий опір при розтягуванні хорошого каучуку – 120 кг / см2, при чому при розриві каучук подовжується в 7 разів. М’який каучук йде, головним чином, на ізоляцію провідників, на вироблення трубок, стрічок, рукавичок і т. Д. При електромонтажних роботах широко застосовується ізоляційна стрічка, що представляє собою звичайну міткалеві стрічку, покриту з одного боку каучукової клейкою масою.

Ебоніт

Інакше називається твердим каучуком. Кращі сорти ебоніту містять 75% чистого каучуку і 25% сірки. Деякі сорти містять, крім того, регенерат і наповнювачі. Втім, наповнювачі іноді додаються для зміни властивостей ебоніту в бажаному напрямку, наприклад, для збільшення його теплостійкості.

Питомий об’ємний опір кращих сортів ебоніту доходить до 1016 – 1017 Ом х см. Поверхневе питомий опір до 1015Ом. Однак, поверхневий опір при тривалій дії світлових променів значно зменшується. Для зменшення цього ефекту поверхню ебоніту повинна бути добре полірована.

Старіння відбувається внаслідок виділення з ебоніту вільної сірки, яка, з’єднуючись з киснем повітря і вологою, дає сірчану кислоту. Для відновлення поверхні,. ебоніт промивається спочатку нашатирним спиртом, а потім, багаторазово, дистильованою водою.

Електрична міцність ебоінта становить від 8 до 10 кВ / мм при товщині близько 5 – 10 мм. Тимчасовий опір при вигині від 400 до 1000 кг / см2. Тимчасовий опір при ударному вигині 5 – 20 (кг х см) / см2. Теплостійкість 45 – 55 ° С.

Підприємства, що виробляють ебоніт, зазвичай випускають кілька сортів його; чим нижче сорт, тим більше в ньому сурогатів каучуку і наповнювачів. Ебоніт має вельми широке застосування в електротехніці. Ебоніт продається в листах, прутках і трубах.

Використання ебоніту

До спеціальних сортів ебоніту належать асбестоніт і вулкан-азбест. Виробництво їх дещо відрізняється від виробництва ебоніту, а саме: так як азбестове волокно абсолютно розмелюють вулицями, то каучук розчиняють в бензіяе і потім вже змішують з азбестом та іншими наповнювачами. Такі суміші можуть містити дуже мало каучуку, до 10%, внаслідок чого теплостійкість цих виробів може бути піднята до 160 ° С. Ебонітовий порошок використовують для виготовлення пластмаси, з якої пресують різні ізоляційні деталі.

Синтетичний штучний каучук

Існує кілька видів синтетичного каучуку – карбоксилатні, полісульфідні, етіленпропімновие і ін. Електричні властивості синтетичного каучуку близькі до властивостей природного, але механічні нижче.

Штучний каучук

Гутаперча

Гутаперча являє продукт коагуляції молочного соку деяких рослин, які ростуть на островах Малайського архіпелагу. Від каучуку відрізняється малою еластичністю. Починає розм’якшуватися при 37 ° С, при 60 ° С стає абсолютно пластичної і при 130 ° С розплавляється. Питомий об’ємний опір 1014 – 1016 Ом х см. Це один з найдавніших електроізоляційних матеріалів. З 1845 року гуттаперчей ізолювались телеграфні дроти в Великобританії, в т. ч. для ізоляції підводних ліній.

Балата

Балата – продукт, споріднений каучуку і гутаперчі, видобувається у Венесуелі. За властивостями близька до гутаперчі і застосовується, як надбавка до неї і до каучуку. Балата містить більше природних смол, ніж каучук і гутаперча і на відміну від гума не вулканізується. У великій кількості вона застосовується у вигляді просочення при виготовленні приводних ременів і конвеєрних стрічок.