Caucho y materiales de caucho: caucho, ebonita, gutapercha, balata
Goma Este es el nombre genérico bajo el cual se vende el producto de la coagulación de la savia lechosa secretada por ciertas plantas tropicales. Estas plantas incluyen la hevea brasileña (Hevea brasiliensis) y sus especies relacionadas. Alrededor de 9/10 de la producción mundial de caucho proviene tanto de la hevea silvestre como de las plantaciones.
El caucho de plantación es superior en calidad al caucho silvestre. El caucho comercial tiene varios nombres, siendo el grado más valioso «para-caucho». Químicamente, el componente principal del caucho es una composición de hidrocarburo (С10З16)n. Actualmente, el caucho sintético se produce en grandes cantidades por polimerización de isopreno (C538). El caucho es soluble en gasolina, benceno, disulfuro de carbono, etc.
Incluso antes del descubrimiento de Brasil, los indios nativos tenían "pelotas de goma", botellas de material irrompible, y usaban antorchas para encenderse en las fiestas, que ardían durante mucho tiempo, pero despedían mucho hollín y tenían un olor acre. Están hechos de las "lágrimas" blancas lechosas del árbol del caucho.
El explorador y científico francés Charles Marie de la Condamine trajo a casa muestras de este material en forma de tortas secas gomosas en 1744 durante el bloqueo naval británico de Francia. Pero el caucho ganó importancia industrial solo después de que el químico estadounidense Charles Nelson Goodyear en 1839 lograra convertir el caucho con azufre bajo la acción del calor de plástico a un estado elástico (caucho).
Como resultado del proceso de vulcanización y producción de ebonita, en 1848 se convirtió en el fundador de la moderna industria del caucho. En 1898, se fundó Goodyear Tire & Rubber Company en Akran, Ohio. Incluso hoy en día, es uno de los mayores productores de caucho y productos de caucho sintético del mundo.
Procesamiento de caucho
En su forma pura, el caucho no se usa, sino que se mezcla previamente con varias sustancias, de las cuales el azufre juega un papel importante. La mezcla resultante se moldea y vulcaniza. La mezcla se realiza triturando el caucho sobre rodillos, con la adición progresiva de una u otra sustancia.
La composición de la masa de caucho puede incluir las siguientes sustancias:
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goma;
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sustitutos del caucho (recuperación, caucho viejo y hechos, aceites grasos vulcanizados con azufre);
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cargas (óxido de zinc, tiza, caolv, etc.);
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azufre;
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aceleradores de vulcanización;
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suavizantes adicionados con un gran porcentaje de cargas (parafina, ceresina, asfalto, etc.);
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tintes
En ingeniería eléctrica, se usa caucho blando, con un alto contenido de rellenos (hasta 60% y más), pero con un bajo contenido de azufre, y caucho duro - caucho de cuerno, ebonita, con un alto contenido de azufre.
Goma
El caucho es una mezcla de caucho y azufre procesada a temperatura elevada. Material extremadamente flexible, elástico, completamente impermeable y con altas propiedades aislantes.Se produce en forma de láminas de diferentes espesores y se usa mucho para aislar cables. Las cualidades negativas son baja resistencia al calor y resistencia al aceite.
VulcanizaciónSoy
Para productos eléctricos, se utiliza vulcanización extremadamente caliente. La temperatura de vulcanización es de 160 a 170 °C para caucho duro y de 125 a 145 °C para caucho blando. El tiempo de vulcanización depende del tipo de productos y de su tamaño.
Para acelerar el proceso de vulcanización, se agregan sustancias especiales de origen orgánico e inorgánico (aceleradores) a la mezcla de escoria. Estas sustancias incluyen óxidos de algunos metales, así como algunos compuestos orgánicos complejos. Tengo aceleradores que no solo reducen el tiempo de vulcanización de 4 a 6 veces, sino que también brindan un producto más homogéneo y, en todos los aspectos, las mejores cualidades.
Propiedades trituradas del caucho.
Las propiedades del caucho dependen de su tipo, tipo de relleno, cantidad de azufre, tiempo de vulcanización, etc. El aumento del contenido de azufre aumenta el ángulo constante dieléctrico y el ángulo de pérdida. De las impurezas, el negro de carbón tiene el efecto más dañino sobre las propiedades eléctricas y el cuarzo molido es el menos dañino.
Oudsmruch aboutbcapacidad resistencia es en promedio 1014 — 1016 Ohm x cm... Constante dieléctrica de 2,5 a 3. Rigidez eléctrica para caucho crudo - 24 kV / mm, para caucho vulcanizado - 38,7 kV / mm... Pérdida tangente para caucho vulcanizado 0,005 - 0,02. peso de caucho puro 0,93 — 0,97, mezcla de caucho — 1,7 — 2. Resistencia temporal resistencia NSy estiramiento buen caucho — 120 kg / cm2, además, al rasgar, el caucho se extiende 7 veces.
El caucho blando es principalmente el aislamiento de cables, para la producción de tuberías, cintas, guantes, etc.Durante el trabajo eléctrico, se usa ampliamente la cinta aislante, que es una cinta ordinaria simple cubierta por un lado con una masa adhesiva de goma.
Ebonita
También llamado caucho duro. Las mejores marcas de ebonita contienen un 75 % de caucho puro y un 25 % de azufre. Algunas variedades también contienen recuperación y rellenos. A veces, sin embargo, se agregan rellenos para cambiar las propiedades de la ebonita en la dirección deseada, por ejemplo, para aumentar su resistencia al calor.
Oudsmruch sobre bLa resistencia capacitiva de los mejores grados de ebonita sube a 1016 — 1017 Ohm x cm Resistencia superficial hasta 1015 Ohm... Sin embargo, la resistencia superficial se reduce significativamente con la exposición prolongada a los rayos de luz. Para reducir este efecto, la superficie de ebonita debe estar bien pulida.
El envejecimiento se produce debido a la liberación de azufre libre de la ebonita, que se combina con el oxígeno atmosférico y la humedad para dar ácido sulfúrico. Para restaurar la superficie. la ebonita se lava primero con amoníaco y luego repetidamente con agua destilada.
La resistencia eléctrica del eboint es de 8 a 10 kV/mm en espesores del orden de 5 - 10 mm... Resistencia máxima a la flexión de 400 a 1000 Kilogramos/°Cm2... Resistencia temporal en flexión por impacto 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Resistencia al calor 45 — 55 ° C.
Las empresas productoras de ebonita suelen producir varias variedades de la misma. Cuanto menor sea el grado, más sustitutos de caucho y rellenos contiene. La ebonita se usa ampliamente en ingeniería eléctrica. La ebonita se vende en láminas, varillas y tubos.
Los grados especiales de ebonita incluyen acestonita y volcán-amianto.Su producción es ligeramente diferente de la producción de ebonita, a saber: dado que las fibras de asbesto se muelen completamente con rodillos, el caucho se disuelve en gasolina y luego se mezcla con asbesto y otros rellenos. Dichas mezclas pueden contener muy poco caucho, hasta un 10%, por lo que la resistencia al calor de estos productos puede aumentar hasta 160 ° C.
El polvo de ebonita se utiliza para producir plásticos a partir de los cuales se prensan varias piezas aislantes.
caucho artificial sintetico
En la industria moderna de cables, no se prefiere el caucho natural, sino sus tipos y mezclas sintéticas. Estas mezclas otorgan propiedades específicas a la capa aislante y cubierta de productos terminados (hilos, alambres y cables). A las mezclas se añaden aditivos que aceleran la reacción de reticulación, así como pigmentos de color y aditivos que protegen el producto final del envejecimiento.
Hay varios tipos de caucho sintético: carboxilato, polisulfuro, etileno propim, etc. Las propiedades eléctricas del caucho sintético son similares a las del caucho natural, pero las propiedades mecánicas son inferiores.
Gutapercha
La gutapercha es un producto de la coagulación del jugo lechoso de ciertas plantas que crecen en las islas del archipiélago malayo.
La gutapercha contiene un 20-30 % de resinas y un 70-80 % de caucho con hidrocarburos, y su composición química es cercana al caucho natural. Pero como los parientes no siempre son iguales, la gutapercha también se comporta de manera diferente al caucho natural. A una temperatura de 50-70 OC, la gutapercha se vuelve plástica, pero no elástica, como el caucho, y se endurece cuando se expone al frío.
La gutapercha no cura. Comienza a ablandarse a los 37°C, a los 60°C se vuelve completamente plástico y a los 130°C se funde. Resistencia volumétrica Oudsmruch 1014 — 1016 Ohm x cm.
Es uno de los materiales aislantes eléctricos más antiguos. Desde 1845, los cables de telégrafo en Gran Bretaña se han aislado con gutapercha, incl. para el aislamiento de líneas submarinas.
Cable telegráfico submarino 1864
En los años setenta del siglo XIX, aparecieron las primeras fábricas de cables en el extranjero y en Rusia. Estas fábricas fabrican principalmente alambre aislado para el telégrafo y unas pocas fabrican cable telegráfico submarino aislado con gutapercha.
El uso de nuevas materias primas como el caucho, la gutapercha y la balata fue apoyado por Franz Klout (1838 - 1910), nacido en Colonia, quien se convirtió en un innovador y el fundador más importante de la industria del caucho en Alemania.
Werner von Siemens también llevó a cabo experimentos con gutapercha como revestimiento aislante, que quería utilizarla para cables subterráneos. Durante tres años de pruebas por parte del gobierno alemán, resultó que la gutapercha es destruida por las sustancias agresivas naturales de la tierra y después de un corto tiempo pierde sus cualidades aislantes en el agua subterránea.
Como aislante para el núcleo del cable de alimentación, la gutapercha duraba relativamente poco, ya que el aislamiento se endurecía con el frío y se ablandaba con la influencia del calor, era costosa y, por lo tanto, no podía hacerse ideal (ver — ¿Qué son los productos de cable?).
Cubrir el cordón con gutapercha. Greenwich, 1865-66. Pintura de RC Dudley
En ese momento, las venas se colocaban en tubos de hierro y plomo y se envolvían con tiras de algodón, lino o yute. Y en 1882, apareció la idea de utilizar estos materiales para el aislamiento. Para ello se han creado agentes de impregnación a base de vaselina con adición de resinas espesantes naturales.
La prensa de gutapercha utilizada entonces se convirtió en una prensa hidráulica de plomo, mediante la cual el revestimiento de plomo se aplicaba directamente al núcleo y no era necesario utilizar tuberías de hierro.
La cubierta está protegida contra la corrosión por yute impregnado de betún, que se enrolla alrededor del cable. Como protección mecánica se utilizaron dos chapas de hierro galvanizadas impregnadas de betún y superpuestas. Para una protección completa contra la corrosión, se cubrieron nuevamente con yute impregnado de betún.
El betún es uno de los productos que ha dejado marcas negras en las manos de los instaladores de cables subterráneos durante muchas décadas. Debido a que este, conocido como "alquitrán de tierra" o "alquitrán de roca", se extraía como "asfalto natural" y hoy en día se libera principalmente durante la destilación al vacío del petróleo, ya en el año 2500 a. los habitantes de Mesopotamia por los sellos entre las tablas de las cubiertas de sus naves. También se utiliza como precursor del linóleo para aislar los pisos de la penetración de la humedad.
el fardo
En Venezuela se extrae balata, un producto relacionado con el caucho y la gutapercha. Sus propiedades son cercanas a las de la gutapercha y se utiliza como complemento de ésta y del caucho.La paca contiene más resinas naturales que el caucho y la gutapercha y, a diferencia del caucho, no se endurece. Se utiliza en grandes cantidades como impregnación en la producción de correas de transmisión de potencia y correas transportadoras.
Ver también: