Borracha e materiais de borracha: borracha, ebonite, guta-percha, balata
Borracha Este é o nome genérico sob o qual é vendido o produto da coagulação da seiva leitosa secretada por certas plantas tropicais. Essas plantas incluem a hevea brasileira (Hevea brasiliensis) e suas espécies relacionadas. Cerca de 9/10 da produção mundial de borracha vem da hevea selvagem e plantada.
A borracha de plantação é superior em qualidade à borracha selvagem. A borracha comercial tem vários nomes, sendo o grau mais valioso «para-borracha». Quimicamente, o principal componente da borracha é uma composição de hidrocarbonetos (С10З16)n. Atualmente, a borracha sintética é produzida em grandes quantidades pela polimerização do isopreno (C538). A borracha é solúvel em gasolina, benzeno, dissulfeto de carbono, etc.
Antes mesmo do descobrimento do Brasil, os índios possuíam "bolas de borracha", garrafas de material inquebrável e usavam tochas para iluminação nas festas, que queimavam por muito tempo, mas exalavam muita fuligem e tinham um cheiro forte. Eles são feitos das "lágrimas" brancas leitosas da seringueira.
Amostras desse material na forma de bolos secos de borracha foram trazidos para casa pelo explorador e cientista francês Charles Marie de la Condamine em 1744 durante o bloqueio naval britânico à França. Mas a borracha ganhou importância industrial somente depois que o químico americano Charles Nelson Goodyear em 1839 conseguiu converter a borracha com enxofre sob a ação do calor do plástico para um estado elástico (borracha).
Como resultado do processo de vulcanização e produção de ebonite, em 1848 tornou-se o fundador da moderna indústria da borracha. Em 1898, a Goodyear Tire & Rubber Company foi fundada em Akran, Ohio. Ainda hoje, é um dos maiores produtores de borracha e produtos de borracha sintética do mundo.
Processamento de borracha
Em sua forma pura, a borracha não é utilizada, mas é pré-misturada com várias substâncias, das quais o enxofre desempenha um papel importante. A mistura resultante é moldada e vulcanizada. A mistura é feita moendo a borracha em rolos, com a adição gradual de uma ou outra substância.
A composição da massa de borracha pode incluir as seguintes substâncias:
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borracha;
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substitutos de borracha (recuperação - borracha velha e fatos - óleos graxos vulcanizados com enxofre);
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enchimentos (óxido de zinco, giz, kaolv, etc.);
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enxofre;
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aceleradores de vulcanização;
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amaciantes adicionados com grande porcentagem de cargas (parafina, ceresina, asfalto, etc.);
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corantes.
Na engenharia elétrica, é utilizada borracha macia, com alto teor de cargas (até 60% e mais), mas com baixo teor de enxofre, e borracha dura - borracha de chifre, ebonite, com alto teor de enxofre.
Borracha
A borracha é uma mistura de borracha e enxofre processada a uma temperatura elevada. Material extremamente flexível, elástico, totalmente impermeável e com elevadas propriedades isolantes.É produzido na forma de chapas de diversas espessuras e é muito utilizado para isolar fios. As qualidades negativas são baixa resistência ao calor e resistência ao óleo.
Vulcanização eu sou
Para produtos elétricos, a vulcanização extremamente quente é usada. A temperatura de vulcanização é de 160 a 170 ° C para borracha dura e de 125 a 145 ° C para borracha macia. O tempo de vulcanização depende do tipo de produto e do seu tamanho.
Para acelerar o processo de vulcanização, substâncias especiais de origem orgânica e inorgânica - aceleradores - são adicionadas à mistura de escória. Essas substâncias incluem óxidos de alguns metais, bem como alguns compostos orgânicos complexos. Eu tenho aceleradores não apenas reduzindo o tempo de vulcanização em 4-6 vezes, mas também dando um produto mais homogêneo e em todos os aspectos as melhores qualidades.
Propriedades esmagadas da borracha
As propriedades da borracha dependem do seu tipo, tipo de carga, quantidade de enxofre, tempo de vulcanização, etc. Aumentar o teor de enxofre aumenta o ângulo constante dielétrico e o ângulo de perda. Das impurezas, o negro de fumo tem o efeito mais prejudicial nas propriedades elétricas e o quartzo moído é o menos prejudicial.
Oudsmruch aboutbresistência de capacitância é em média 1014 — 1016 Ohm x cm… Constante dielétrica de 2,5 a 3. Resistência elétrica para borracha bruta — 24 kV / mm, para borracha vulcanizada — 38,7 kV / mm… Perda de tangente para borracha vulcanizada 0,005 — 0,02. Oudspruch peso de borracha pura 0,93 — 0,97, mistura de borracha — 1,7 — 2. Resistência de resistência temporária NSe boa borracha de alongamento — 120 kg / cm2, além disso, ao rasgar, a borracha é estendida 7 vezes .
A borracha macia é principalmente o isolamento de fios, para a produção de tubos, fitas, luvas, etc.Durante o trabalho elétrico, é amplamente utilizada fita isolante, que é uma simples fita comum coberta de um lado com uma massa adesiva de borracha.
Ebonite
Também chamada de borracha dura. As melhores marcas de ebonite contêm 75% de borracha pura e 25% de enxofre. Algumas variedades também contêm recuperação e cargas. Às vezes, no entanto, cargas são adicionadas para alterar as propriedades do ebonite na direção desejada, por exemplo, imer para aumentar sua resistência ao calor.
Oudsmruch about bResistência capacitiva dos melhores graus de ebonite vai até 1016 — 1017 Ohm x cm Resistência da superfície até 1015 Ohm... No entanto, a resistência da superfície é significativamente reduzida com exposição prolongada aos raios de luz. Para reduzir esse efeito, a superfície de ebonite deve ser bem polida.
O envelhecimento ocorre devido à liberação de enxofre livre da ebonita, que se combina com o oxigênio atmosférico e a umidade para formar o ácido sulfúrico. Para restaurar a superfície. a ebonite é lavada primeiro com amoníaco e depois repetidamente com água destilada.
A resistência elétrica do eboint é de 8 a 10 kV / mm em espessuras da ordem de 5 - 10 mm ... Resistência máxima à flexão de 400 a 1000 kg / ° Cm2 ... Resistência temporária na flexão de impacto 5 - 20 (kg x cm) / cm2 … Resistência ao calor 45 — 55 ° C.
As empresas produtoras de ebonite geralmente produzem diversas variedades. Quanto menor o grau, mais substitutos de borracha e enchimentos ele contém. A ebonita é amplamente utilizada na engenharia elétrica. A ebonita é comercializada em chapas, hastes e tubos.
Graus especiais de ebonita incluem acetonita e amianto vulcânico.A sua produção é ligeiramente diferente da produção de ebonite, nomeadamente: como as fibras de amianto são totalmente trituradas com rolos, a borracha é dissolvida em gasolina e depois misturada com amianto e outras cargas. Essas misturas podem conter muito pouca borracha, até 10%, pelo que a resistência térmica desses produtos pode aumentar até 160 ° C.
O pó de ebonite é usado para produzir plásticos a partir dos quais várias peças isolantes são prensadas.
borracha artificial sintética
Na moderna indústria de cabos, não é preferida a borracha natural, mas seus tipos e misturas sintéticos. Essas misturas conferem propriedades específicas à camada isolante e à bainha dos produtos acabados (fios, fios e cabos). Aditivos são adicionados às misturas que aceleram a reação de reticulação, bem como pigmentos de cor e aditivos que protegem o produto final do envelhecimento.
Existem vários tipos de borracha sintética – carboxilato, polissulfeto, etileno propim, etc. As propriedades elétricas da borracha sintética são próximas às da borracha natural, mas as propriedades mecânicas são inferiores.
guta-percha
A guta-percha é um produto da coagulação do suco leitoso de certas plantas que crescem nas ilhas do arquipélago malaio.
A guta-percha contém 20-30% de resinas e 70-80% de borracha com hidrocarbonetos, e sua composição química é próxima da borracha natural. Mas como os parentes nem sempre são iguais, a guta-percha também se comporta de maneira diferente da borracha natural. A uma temperatura de 50-70 OC, a guta-percha torna-se plástica, mas não elástica, como a borracha, e endurece quando exposta ao frio.
A guta-percha não cura. Começa a amolecer a 37 ° C, a 60 ° C torna-se completamente plástico e a 130 ° C derrete. Resistência volumétrica Oudsmruch 1014 — 1016 Ohm x cm.
É um dos materiais isolantes elétricos mais antigos. Desde 1845, os fios telegráficos na Grã-Bretanha são isolados com guta-percha, incl. para isolamento de linhas subaquáticas.
Cabo telegráfico subaquático 1864
Nos anos setenta do século XIX, surgiram as primeiras fábricas de cabos no exterior e na Rússia. Essas fábricas produzem principalmente fios isolados para o telégrafo, e algumas fabricam cabos telegráficos submarinos isolados com guta-percha.
O uso de novas matérias-primas como borracha, guta-percha e balata foi apoiado por Franz Klout (1838 - 1910), nascido em Colônia, que se tornou um inovador e o mais importante fundador da indústria da borracha na Alemanha.
Experimentos com guta-percha como revestimento isolante também foram realizados por Werner von Siemens, que queria usá-la para cabos subterrâneos. Durante três anos de testes em nome do governo alemão, descobriu-se que a guta-percha é destruída pelas substâncias agressivas naturais da terra e depois de um curto período de tempo perde suas qualidades isolantes nas águas subterrâneas.
Como isolante para o núcleo do cabo de alimentação, a guta-percha durava relativamente pouco, pois o isolamento tornava-se duro no frio e macio sob a influência do calor, era caro e, portanto, não poderia ser idealizado (consulte — O que são produtos de cabo).
Cobrir o cordão com guta-percha. Greenwich, 1865-66. Pintura de R. C. Dudley
Naquela época os veios eram colocados em canos de ferro e chumbo e envoltos em tiras de algodão, linho ou juta. E em 1882 surgiu a ideia de usar esses materiais para isolamento. Para isso, foram criados agentes de impregnação à base de vaselina com adição de resinas espessantes naturais.
A prensa de guta-percha então utilizada tornou-se uma prensa hidráulica de chumbo, por meio da qual o revestimento de chumbo era aplicado diretamente no núcleo e não havia necessidade de utilização de tubos de ferro.
A bainha é protegida da corrosão por juta impregnada de betume, que envolve o cabo. Duas chapas de ferro galvanizado impregnadas com betume e colocadas sobrepostas foram utilizadas como proteção mecânica. Para proteção completa contra a corrosão, eles foram novamente cobertos com juta impregnada de betume.
O betume é um dos produtos que há décadas deixa marcas negras nas mãos dos instaladores de cabos subterrâneos. Como ele, conhecido como "alcatrão de terra" ou "alcatrão de rocha", foi extraído como "asfalto natural" e hoje é liberado principalmente durante a destilação a vácuo de petróleo, foi usado já em 2500 a.C. E. chamado de "asfalto" por os habitantes da Mesopotâmia pelas focas entre as tábuas dos conveses de seus navios. Também é usado como precursor do linóleo para isolar pisos da penetração de umidade.
o fardo
A balata, produto relacionado à borracha e à guta-percha, é extraída na Venezuela. Suas propriedades se aproximam da guta-percha e é usado como um aditivo a ela e à borracha.O fardo contém mais resinas naturais que a borracha e a guta-percha e, ao contrário da borracha, não endurece. É usado em grandes quantidades como impregnação na produção de correias de transmissão de energia e correias transportadoras.
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