ยางและวัสดุยาง: ยาง, มะเกลือ, gutta-percha, balata

ยาง นี่คือชื่อทั่วไปที่ใช้ขายผลิตภัณฑ์จับตัวเป็นก้อนของน้ำนมน้ำนมที่หลั่งออกมาจากพืชเขตร้อนบางชนิด พืชเหล่านี้รวมถึง hevea บราซิล (Hevea brasiliensis) และสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง ประมาณ 9 ใน 10 ของผลผลิตยางของโลกมาจากทั้งป่าและสวนป่า

ยางสวนมีคุณภาพดีกว่ายางป่า ยางที่ใช้ในเชิงพาณิชย์มีชื่อเรียกต่างๆ กัน เกรดที่มีค่าที่สุดคือ «ยางพารา» ในทางเคมี ส่วนประกอบหลักของยางคือส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอน (С10З16)n ปัจจุบัน ยางสังเคราะห์ถูกผลิตในปริมาณมากโดยกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของไอโซพรีน (C538) ยางสามารถละลายได้ในน้ำมันเบนซิน เบนซิน คาร์บอนไดซัลไฟด์ ฯลฯ

ก่อนการค้นพบบราซิล ชาวอินเดียพื้นเมืองมี "ลูกบอลยาง" ขวดวัสดุที่ไม่แตกหัก และใช้คบไฟสำหรับจุดไฟในวันหยุด ซึ่งเผาไหม้เป็นเวลานานแต่ให้เขม่าจำนวนมากและมีกลิ่นฉุน พวกเขาทำจาก "น้ำตา" สีขาวน้ำนมของต้นยาง

ตัวอย่างของวัสดุนี้ในรูปของเค้กแห้งที่เป็นยางถูกนำกลับบ้านโดยนักสำรวจและนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Charles Marie de la Condamine ในปี 1744 ระหว่างการปิดล้อมทางเรือของอังกฤษในฝรั่งเศส แต่ยางมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมก็ต่อเมื่อ Charles Nelson Goodyear นักเคมีชาวอเมริกันในปี 1839 ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนยางด้วยกำมะถันภายใต้การกระทำของความร้อนจากพลาสติกไปสู่สถานะยืดหยุ่น (ยาง)

อันเป็นผลมาจากกระบวนการหลอมโลหะและการผลิต ebonite ในปี 1848 เขากลายเป็นผู้ก่อตั้งอุตสาหกรรมยางสมัยใหม่ ในปี พ.ศ. 2441 บริษัท Goodyear Tyre & Rubber ก่อตั้งขึ้นในเมือง Akran รัฐโอไฮโอ แม้ในปัจจุบัน บริษัทเป็นผู้ผลิตยางและยางสังเคราะห์รายใหญ่ที่สุดรายหนึ่งของโลก

การแปรรูปยาง

ในรูปแบบบริสุทธิ์ ไม่ใช้ยาง แต่ผสมล่วงหน้าด้วยสารต่างๆ ซึ่งกำมะถันมีบทบาทสำคัญ ส่วนผสมที่เกิดขึ้นจะถูกขึ้นรูปและวัลคาไนซ์ การผสมทำได้โดยการบดยางบนลูกกลิ้งโดยค่อยๆเติมสารอย่างใดอย่างหนึ่ง

ส่วนประกอบของมวลยางอาจรวมถึงสารต่อไปนี้:

• ยาง;

• ตัวแทนยาง (การบุกเบิก - ยางเก่าและข้อเท็จจริง - น้ำมันไขมันซัลเฟอร์วัลคาไนซ์);

• ฟิลเลอร์ (สังกะสีออกไซด์, ชอล์ก, ดินขาว, ฯลฯ );

• กำมะถัน;

• ตัวเร่งการหลอมโลหะ;

• น้ำยาปรับผ้านุ่มที่เติมด้วยสารตัวเติมจำนวนมาก (พาราฟิน, เซเรซิน, ยางมะตอย, ฯลฯ );

• สีย้อม

ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าใช้ยางนิ่มที่มีสารตัวเติมสูง (มากถึง 60% ขึ้นไป) แต่มีปริมาณกำมะถันต่ำและยางแข็ง - ยางฮอร์น, มะเกลือที่มีปริมาณกำมะถันสูง

ยาง

ยางเป็นส่วนผสมของยางและกำมะถันที่ผ่านกระบวนการที่อุณหภูมิสูง วัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง ยืดหยุ่น กันน้ำได้อย่างสมบูรณ์พร้อมคุณสมบัติการเป็นฉนวนสูงผลิตในรูปแบบของแผ่นที่มีความหนาต่างกันและใช้กันอย่างแพร่หลายในการหุ้มฉนวนสายไฟ คุณสมบัติเชิงลบคือทนความร้อนต่ำและทนน้ำมัน

หลอมโลหะฉันเป็น

สำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า จะใช้การวัลคาไนซ์ที่ร้อนจัด อุณหภูมิหลอมโลหะคือ 160 — 170 ° C สำหรับยางแข็ง และ 125 — 145 ° C สำหรับยางอ่อน เวลาหลอมโลหะขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์และขนาดของผลิตภัณฑ์

เพื่อเร่งกระบวนการวัลคาไนซ์ สารพิเศษที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์และอนินทรีย์ - ตัวเร่งปฏิกิริยา - จะถูกเพิ่มเข้าไปในส่วนผสมของขยะ สารเหล่านี้รวมถึงออกไซด์ของโลหะบางชนิด ตลอดจนสารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อนบางชนิด ฉันมีตัวเร่งความเร็วไม่เพียง แต่ลดเวลาการหลอมโลหะลง 4-6 เท่า แต่ยังให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นและมีคุณภาพดีที่สุดทุกประการ

คุณสมบัติการบดของยาง

คุณสมบัติของยางขึ้นอยู่กับชนิด ประเภทของสารตัวเติม ปริมาณกำมะถัน เวลาวัลคาไนซ์ ฯลฯ การเพิ่มปริมาณกำมะถันจะเพิ่มมุมคงที่ไดอิเล็กตริกและมุมสูญเสีย ในบรรดาสิ่งเจือปน คาร์บอนแบล็คมีผลเสียต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้ามากที่สุด และกราวด์ควอตซ์เป็นอันตรายน้อยที่สุด

Oudsmruch เกี่ยวกับbcapacitance resistance โดยเฉลี่ย 1014 — 1016 Ohm x cm… ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกตั้งแต่ 2.5 ถึง 3 ความแข็งแรงทางไฟฟ้าสำหรับยางดิบ — 24 kV / mm สำหรับยางวัลคาไนซ์ — 38.7 kV / mm… การสูญเสียแทนเจนต์สำหรับยางวัลคาไนซ์ 0.005 — 0.02 Oudspruch น้ำหนักยางบริสุทธิ์ 0.93 — 0.97 ส่วนผสมของยาง — 1.7 — 2 ความต้านทานชั่วคราว NS และการยืดยางที่ดี — 120 กก. / ตร.ซม. นอกจากนี้ เมื่อฉีกขาด ยางจะยืดออก 7 เท่า .

ยางอ่อนเป็นฉนวนของสายไฟเป็นหลัก สำหรับการผลิตท่อ เทป ถุงมือ ฯลฯในระหว่างงานไฟฟ้า มีการใช้เทปฉนวนกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งเป็นเทปธรรมดาธรรมดาที่ปิดด้านหนึ่งด้วยกาวยาง

ไม้มะเกลือ

เรียกอีกอย่างว่ายางแข็ง Ebonite ยี่ห้อที่ดีที่สุดประกอบด้วยยางบริสุทธิ์ 75% และกำมะถัน 25% บางพันธุ์ยังมีการกู้คืนและสารตัวเติม อย่างไรก็ตาม บางครั้งมีการเติมสารตัวเติมเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของมะเกลือในทิศทางที่ต้องการ เช่น อิมเมอร์เพื่อเพิ่มความต้านทานความร้อน

Oudsmruch เกี่ยวกับ bความต้านทานต่อตัวเก็บประจุของ ebonite เกรดที่ดีที่สุดสูงถึง 1,016 — 1,017 โอห์ม x ซม. ความต้านทานพื้นผิวสูงถึง 1,015 โอห์ม... อย่างไรก็ตาม ความต้านทานพื้นผิวจะลดลงอย่างมากเมื่อสัมผัสกับรังสีแสงเป็นเวลานาน เพื่อลดผลกระทบนี้ ควรขัดผิวไม้มะเกลือให้ดี

การแก่ชราเกิดขึ้นเนื่องจากการปลดปล่อยกำมะถันอิสระจากมะเกลือ ซึ่งรวมตัวกับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศและความชื้นเพื่อให้เกิดกรดซัลฟิวริก เพื่อฟื้นฟูพื้นผิว มะเกลือจะถูกล้างด้วยแอมโมเนียก่อนแล้วจึงล้างซ้ำด้วยน้ำกลั่น

ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของ eboint อยู่ที่ 8 ถึง 10 kV / mm ที่ความหนาของคำสั่ง 5 - 10 mm ... ความแข็งแรงดัดสูงสุดจาก 400 ถึง 1,000 กิโลกรัม / ° Cm2 ... ความต้านทานชั่วคราวในการดัดกระแทก 5 - 20 (กก. x cm) / cm2 … ทนความร้อน 45 — 55 °C.

องค์กรที่ผลิตมะเกลือมักผลิตหลายชนิด ยิ่งเกรดต่ำ ก็ยิ่งมีสารทดแทนยางและสารตัวเติมมากขึ้น Ebonite ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า. Ebonite จำหน่ายเป็นแผ่น แท่ง และท่อ

เกรดพิเศษของ ebonite ได้แก่ acetonite และภูเขาไฟที่มีแร่ใยหินการผลิตของพวกเขาแตกต่างจากการผลิต ebonite เล็กน้อย กล่าวคือ: เนื่องจากเส้นใยใยหินถูกบดด้วยลูกกลิ้ง ยางจึงละลายในน้ำมันเบนซินแล้วผสมกับแร่ใยหินและสารตัวเติมอื่นๆ ส่วนผสมดังกล่าวสามารถมียางน้อยมากถึง 10% ซึ่งเป็นผลมาจากการทนความร้อนของผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถเพิ่มขึ้นได้สูงถึง 160 ° C

ผง Ebonite ใช้ในการผลิตพลาสติกที่มีการกดชิ้นส่วนฉนวนต่างๆ

ยางสังเคราะห์เทียม

ในอุตสาหกรรมเคเบิลสมัยใหม่ ไม่นิยมยางธรรมชาติ แต่เป็นประเภทและส่วนผสมสังเคราะห์ สารผสมเหล่านี้ให้คุณสมบัติเฉพาะแก่ชั้นฉนวนและปลอกหุ้มของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (สายไฟ สายไฟ และสายเคเบิล) สารเติมแต่งถูกเติมลงในส่วนผสมที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาการเชื่อมขวาง เช่นเดียวกับเม็ดสีสีและสารเติมแต่งที่ปกป้องผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจากการเสื่อมสภาพ

ยางสังเคราะห์มีหลายประเภท — คาร์บอกซิเลต โพลีซัลไฟด์ เอทิลีนโพรพิม เป็นต้น คุณสมบัติทางไฟฟ้าของยางสังเคราะห์ใกล้เคียงกับยางธรรมชาติ แต่คุณสมบัติทางกลต่ำกว่า

Gutta-percha

Gutta-percha เป็นผลิตภัณฑ์จากการจับตัวเป็นก้อนของน้ำน้ำนมของพืชบางชนิดที่เติบโตบนเกาะของหมู่เกาะมาเลย์

Gutta-percha ประกอบด้วยเรซิน 20-30% และยางที่มีไฮโดรคาร์บอน 70-80% และมีองค์ประกอบทางเคมีที่ใกล้เคียงกับยางธรรมชาติ แต่เนื่องจากญาติมักไม่เหมือนกัน gutta-percha จึงทำงานแตกต่างจากยางธรรมชาติ ที่อุณหภูมิ 50-70 OC gutta-percha จะกลายเป็นพลาสติก แต่ไม่ยืดหยุ่นเหมือนยาง และจะแข็งตัวเมื่อสัมผัสกับความเย็น

Gutta-percha ไม่รักษา มันเริ่มอ่อนลงที่ 37 ° C ที่ 60 ° C มันจะกลายเป็นพลาสติกทั้งหมดและที่ 130 ° C มันละลาย Oudsmruch ความต้านทานเชิงปริมาตร 1014 — 1016 โอห์ม x ซม.

เป็นหนึ่งในวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุด ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2388 สายโทรเลขในบริเตนใหญ่ได้รับการหุ้มฉนวนด้วย gutta-percha รวมถึง เพื่อเป็นฉนวนของเส้นใต้น้ำ

สายโทรเลขใต้น้ำ พ.ศ. 2407

ในช่วงทศวรรษที่เจ็ดสิบของศตวรรษที่ XIX โรงงานเคเบิลแห่งแรกปรากฏตัวในต่างประเทศและในรัสเซีย โรงงานเหล่านี้ส่วนใหญ่ทำสายฉนวนสำหรับโทรเลข และอีกไม่กี่แห่งทำสายโทรเลขใต้น้ำที่หุ้มฉนวน Gutta-percha

การใช้วัตถุดิบใหม่ เช่น ยาง gutta-percha และ balata ได้รับการสนับสนุนโดย Franz Klout (1838 - 1910) ซึ่งเกิดในโคโลญจน์ ซึ่งกลายเป็นผู้ริเริ่มและเป็นผู้ก่อตั้งอุตสาหกรรมยางที่สำคัญที่สุดในเยอรมนี

Werner von Siemens ได้ทำการทดลองโดยใช้ gutta-percha เป็นฉนวนบุฉนวน ซึ่งต้องการใช้สำหรับสายเคเบิลใต้ดิน ในช่วงสามปีของการทดสอบในนามของรัฐบาลเยอรมัน ปรากฎว่า gutta-percha ถูกทำลายโดยสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนตามธรรมชาติของโลก และหลังจากนั้นไม่นานก็สูญเสียคุณสมบัติการเป็นฉนวนในน้ำใต้ดิน

ในฐานะที่เป็นฉนวนสำหรับแกนกลางของสายไฟ gutta-percha มีอายุค่อนข้างสั้น เนื่องจากฉนวนจะแข็งในที่เย็นและอ่อนนุ่มภายใต้อิทธิพลของความร้อน จึงมีราคาแพงและไม่เหมาะ (ดู — ผลิตภัณฑ์เคเบิลคืออะไร).

หุ้มสายด้วยกัตตาเปชะ. กรีนิช 2408-66 ภาพวาดโดย อาร์. ซี. ดัดลีย์

ในเวลานั้น เส้นเลือดถูกวางในท่อเหล็กและตะกั่ว แล้วพันด้วยแถบผ้าฝ้าย ผ้าลินิน หรือปอกระเจา และในปี พ.ศ. 2425 มีความคิดที่จะใช้วัสดุเหล่านี้เป็นฉนวน เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงมีการสร้างสารทำให้ชุ่มซึ่งขึ้นอยู่กับปิโตรเลียมเจลลี่ด้วยการเติมเรซินที่ข้นตามธรรมชาติ

จากนั้นเครื่องกด gutta-percha ที่ใช้ก็กลายเป็นเครื่องกดตะกั่วแบบไฮดรอลิก โดยใช้วิธีบุตะกั่วเข้ากับแกนโดยตรงและไม่จำเป็นต้องใช้ท่อเหล็ก

เปลือกได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อนด้วยปอที่ชุบด้วยน้ำมันดินซึ่งพันรอบสายเคเบิล ใช้แผ่นเหล็กชุบสังกะสีสองแผ่นชุบด้วยน้ำมันดินและวางทับซ้อนกันเพื่อป้องกันทางกล เพื่อป้องกันการกัดกร่อนอย่างสมบูรณ์ พวกเขาถูกคลุมด้วยปอที่ชุบด้วยน้ำมันดินอีกครั้ง

น้ำมันดินเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ทิ้งรอยดำไว้ในมือของผู้ติดตั้งสายเคเบิลใต้ดินมาหลายสิบปี เนื่องจากมันถูกเรียกว่า "ดินน้ำมัน" หรือ "น้ำมันหิน" ซึ่งถูกขุดขึ้นมาในชื่อ "ยางมะตอยธรรมชาติ" และในปัจจุบันส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการกลั่นน้ำมันในสุญญากาศ จึงถูกนำมาใช้ตั้งแต่ 2,500 ปีก่อนคริสต์ศักราช อี เรียกว่า "ยางมะตอย" โดย ชาวเมโสโปเตเมียสำหรับผนึกระหว่างแผ่นกระดานของดาดฟ้าเรือของพวกเขา นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับเสื่อน้ำมันเพื่อป้องกันพื้นจากการซึมผ่านของความชื้น

ก้อน

Balata ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับยางและ Gutta-percha ถูกขุดในเวเนซุเอลา มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับ gutta-percha และใช้เป็นส่วนเสริมกับยางและยางมัดประกอบด้วยเรซินธรรมชาติมากกว่ายางและ gutta-percha และไม่แข็งตัวไม่เหมือนยาง มีการใช้ในปริมาณมากเพื่อเคลือบในการผลิตสายพานส่งกำลังและสายพานลำเลียง

ดูสิ่งนี้ด้วย:

สายไฟและสายเคเบิลที่มีฉนวนยาง: ประเภท ข้อดีและข้อเสีย วัสดุ เทคโนโลยีการผลิต