Эбонитовый цвет

При упоминании словосочетания «палочка эбонитовая» у большинства людей возникает единственная ассоциация — школьный урок, учитель физики, мелкие бумажки, которые чудесным образом прилипают к наэлектризованной палочке. Учитель дал нам ответы на все вопросы, которые возникли после увиденных манипуляций с удивительным предметом. Мы выросли и забыли о существовании такого уникального изобретения человечества, как палочка эбонитовая. А зря… Многие ученые посвятили свою жизнь изучению и исследованию свойств эбонита.

История возникновения

В начале XIX века американский изобретатель Чарльз Гудиер открыл миру новое вещество. Сделал он это случайно. Работая в своей лаборатории, Чарльз случайно обронил на печь смесь из серы и каучука. Вещество, которое получилось, известно всему человечеству как эбонит. Материал получился очень твердым и прочным.

Еще в Древней Греции была известна способность некоторых материалов приобретать электрический заряд. Это касалось янтаря. Если потереть шерстью янтарь, то он притянет легкие предметы. «Электрон» — это греческое название янтаря. Физическое тело, натертое шерстью и способное притягивать мелкие частички, стали называть наэлектризованным. Появилось понятие «электричество».

Почему можно наэлектризовать эбонитовую палочку?


Все дело в диэлектрическом свойстве этого материала. Палочка эбонитовая, натертая шерстью, все электричество концентрирует на себе и приобретает отрицательный заряд. Шерсть имеет положительный заряд, но является очень плохим проводником электричества. Вокруг палочки образуется электрическое поле, поэтому весь заряд аккумулируется на ней.

Свойства эбонита

Эбонит устойчив к воздействию кислот, жиров, солей, он газонепроницаем. Материал может менять свой цвет. Его производят темно-бурого или черного цвета, но под воздействием солнечных лучей эбонит окисляется и приобретает зеленый оттенок. При этом своих свойств он не теряет. В темноте эбонит снова становится черным.

В его составе только каучук и сера. Дополнительными ингредиентами могут быть белая и черная сажа, угольная пыль, эбонитовая пыль. Несмотря на то что эбонит очень прочный материал, он легко поддается механическому воздействию.

Применение

Натуральные и очень дорогостоящие материалы типа панцирей черепах, бивней слонов, рогов, копыт, клыков с начала ХХ века стали заменять эбонитами. Из них стали производить поделки и сувениры. Шахматы, гребешки, мундштуки для трубок, подставки, ручки, держатели для денег из эбонита выглядели не хуже своих аналогов из натуральных материалов. В современном мире этот уникальный каучук используется:

  • в электромеханике (как электроизолятор);
  • в фармацевтике (как кислотостойкий);
  • в народном хозяйстве (производство сувениров, поделок, шаров для бильярда);
  • в медицине (электротерапия, рефлексотерапия).

Палочка эбонитовая и ее лечебные свойства

После долгих исследований и наблюдений ученые установили положительное влияние изделий из эбонита на человеческий организм. Было отмечено улучшение качества крови, увеличение количества кислорода в клетке и восстановление ее жидкокристаллической структуры. Для достижения лечебного эффекта достаточно чтобы наэлектризованная эбонитовая палочка терлась о кожу человека в больном месте. Возможно и бесконтактное использование: можно водить палочкой над больным местом в 2-3 мм от тела. Когда палочка трется о тело человека, в ней возникает положительный заряд, а в теле — отрицательный. Противоположные заряды притягиваются. В больном месте появляются полезные биотоки. Отрицательные заряды уходят из организма, потом снова образуются, снова уходят, снова образуются. Это активизирует обменные процессы организма, улучшает циркуляцию крови и насыщает ткани кислородом.

Когда применяется лечение эбонитом

В медицине этот метод называется электротерапией, или рефлексотерапией. Эбонитовым стержнем или палочкой воздействуют на биологически активные точки. При контакте с кожей возникают полезные биотоки. В совокупности с рефлексотерапией достигается эффект электротерапии. Такое лечение применяется:


  • при гриппе и простудных заболеваниях;
  • при воспалении легких;
  • при астме, одышке;
  • при гайморите;
  • при ангине;
  • при гипертонии и гипотонии;
  • после перенесенного инфаркта;
  • при проблемах с кишечником;
  • при заболеваниях печени;
  • при ревматизме и радикулите;
  • при заболевании суставов.

Время одного сеанса не должно превышать 15 минут. Все движения производятся по часовой стрелке. Тело человека должно быть сухим. После процедуры палочку следует вымыть с мылом.

Этот метод лечения не панацея от всех болезней, но хороший аналог традиционным химическим медикаментам, не имеющий никаких противопоказаний.

Источник: www.syl.ru

Эбонитовые смеси. Смешение значительного количества серы с натуральным каучуком (40—50 масс, ч.) и затем нагревание смесей ведет к получению твердого роговидного вещества темного цвета — эбонита. Значительная химическая стойкость эбонита, его высокие диэлектрические свойства и способность хорошо обраба­тываться, а также полироваться позволили использовать его для изготовления изделий, применяемых в аккумуляторной, слаботоч­ной промышленностях и в различных химических производствах.


к хорошо полирующийся материал эбонит нашел также приме­нение для изделий санитарно-гигиенического назначения. Особен­ностью эбонита является невысокая теплостойкость (точнее, температуростойкость). В зависимости от состава эбонит при нагревании в пределах 60—120 °С становится менее прочным, размягчается и тогда легко подвергается деформации, сохраняя после охлажде­ния приданную ему форму.

Ненаполненная (чистая) смесь каучука и серы дает высоко­сортный эбонит. Однако требования, предъявляемые к отдельным видам эбонитовых изделий, и условия обработки делают необхо­димым добавление в эбонитовые смеси различных ингредиентов. Важнейший среди них — эбонитовая пыль, представляющая собой мелко размолотые отходы эбонитового производства. Применение эбонитовой пыли облегчает приготовление смеси, обеспечивает более спокойный ход реакции соединения серы и каучука, умень­шает усадку изделия. Содержание эбонитовой пыли в смесях мо­жет составить 30—300% (масс.) каучука, в зависимости от назна­чения изделий и предъявляемых к ним требований.

В производстве ряда эбонитовых изделий широко применяется регенерат, а в последнее время и полимеризационные смолы. Эбо­нитовая пыль, регенерат, а также минеральные наполнители, по существу, являются разбавителями чистой эбонитовой смеси. При­менение их облегчает каландрование, профилирование, формование и литье cмесей; наполненные эбонитовые смеси лучше проводят тепло, их усадка при вулканизации уменьшается. Для придания эбониту большей теплостойкости и твердости применяют пемзу, тальк, асбест и каолин.


В качестве мягчителей используют растительные и минераль­ные масла, сосновую смолу и воск. При вулканизации эбонита растительные масла — льняное, рапсовое и другие — реагируют с серой, образуя фактис. Весьма своеобразна роль восков — пче­линого, озокерита и церезина, — применяемых в качестве мягчи­телей. Воски, при значительном их содержании в эбонитовых из­делиях, мигрируют на поверхность последних и снижают смачи­ваемость изделий во влажном воздухе, сохраняя этим диэлектри­ческие свойства эбонита.

Обычно эбонит изготовляется черного цвета. Производство цветного эбонита сопряжено с некоторыми трудностями, так как в данном случае необходимо перекрыть свойственный эбониту черный цвет тем более интенсивный, чем выше качество эбонита. Для перекрытия черного цвета в цветных эбонитовых смесях при­меняют сернистый цинк, литопон и титановые белила. Красный и розовые цвета придают эбониту прибавкой киновари, желтый — прибавкой сернистого кадмия. В качестве ускорителей вулканиза­ции эбонитовых смесей употребляют органические ускорители: дифенилгуанидин, меркаптобензтиазол, альтакс и сульфенамид ВТ, а также неорганические: углекислый магний, легкую (жженую) магнезию, известь (гашеную), красную окись же­леза.


В настоящее время наполненные эбонитовые смеси, но не со­держащие в своем составе эбонитовую пыль, изготовляют в закры­тых резиносмесителях, однако серу в них вводят на вальцах. Эбо­нит образуется как из натурального каучука, так и из синтети­ческих: СКВ, СКС-ЗОА, СКС-50, СКИ и СКИ с теми или иными особенностями в зависимости от вида каучука. Обычные сорта эбонита из натуральных каучуков размягчаются при 60—70 °С, а специальные — при 85 °С, но более хрупки. Эбонит из бутадиенсти-рольного каучука, хотя и более теплостойкий, ввиду свойственной ему хрупкости, применяется мало. Он более стоек к маслам и органическим растворителям, по сравнению с эбонитом из других каучуков, и теплостоек до 150 °С. Эбонит из бутадиен-нитрильного каучука, содержащего полярные группы, имеет значительные ди­электрические потери. Ряд эбонитов специального назначения изготовляются из смеси НК с бутилкаучуком и полихлоропреном, последние, действуя как пластификаторы, образуют эбониты с вы­соким сопротивлением удару и с большей эластичностью. Эбонит из СКИ наиболее близок к эбониту из НК. Химическая его стой­кость может быть улучшена введением добавок хлорированных и насыщенных каучуков.

В ряде случаев для получения эбонитов ударностойких приме­няют смеси НК с фенольными или высокостирольными смолами. Распыл бакелита, вводимый в эбонитовые смеси, отчасти может заменить эбонитовую пыль, но ведет к повышению твердости и теплостойкости.


В производстве эбонитовых изделий применяют следующие ос­новные группы эбонитовых смесей: для поделочного формового эбонита и для клеевых эбонитовых изделий.

Поделочный эбонит (пластины, стержни и трубки) используется для изготовления различных телефонных, телеграфных и радиоде­талей. Различают два вида поделочного эбонита: диэлектрический и технический. Смесь для эбонитов первого вида состоит из кау­чука, серы, ускорителей и мягчителей. Такой эбонит хорошо обра­батывается и полируется. Эбониты второго вида, применяемые в тех случаях, когда от материала не требуется диэлектрических свойств, содержат меньшее количество каучука и имеют разные количества наполнителей. У эбонитов этого вида понижены проч­ность, способность полироваться и обрабатываться.

Эбонитовые смеси, применяемые для изготовления аккумуля­торных баков, деталей к ним и других формованных или литых изделий, относятся к наполненным смесям. Аккумуляторные баки по условиям их работы должны иметь теплостойкость не ниже 50 °С, что достигается прибавлением в смесь пемзы, каолина или асбестита. Применение последнего весьма значительно повышает теплостойкость эбонита. Подобные смеси (вулкан-асбест) находят применение для изготовления вулканизационных форм (матриц) в производстве ковриков из мягкой резины. Введение ингредиен­тов, повышающих теплостойкость, одновременно увеличивает твер­дость эбонита. Для обработки таких изделий необходимы инстру­менты из быстрорежущей стали или с наконечниками из твердых сплавов.


Для клееных эбонитовых изделий применяют соответственно смеси, менее наполненные.

Особенности вулканизации эбонита. Сложилось и долгое время держалось представление об эбоните, как о предельно структури­рованном продукте, в котором все двойные связи насыщены серой. Вычислявшийся, исходя из этого положения, коэффициент вулка­низации эбонита представлялся в несколько раз большим, чем коэффициент вулканизации мягкой резины. Исследования послед­него времени показали, что хотя для эбонита характерно наличие достаточно густой сетки, однако в нем далеко не все двойные связи насыщены; одновременно имеет место содержание значительного количества химически, но не мостично связанной серы.

А. С. Кузьминский и Л. В. Боркова показали, что во всех эбонитах, образующихся из смеси каучука с серой, происходит как расходование, так и образование двойных связей. Распад двойных связей идет тем быстрее, чем выше температура вулка­низации. На первых стадиях вулканизации эбонита образуются полисульфидные связи, содержащие до 25 атомов серы; в дальней­шем степень сульфидности снижается.

Эбонитовые смеси в зависимости от наполнения вулканизуют при   120—170 °С.    Кинетические    кривые   образования   связанной серы имеют монотонный ход, значительно убыстряющийся в случае добавки ускорителей процесса эбонитообразования.


новременно с присоединением серы изменяется ряд физико-механических свойств продукта. На рис. 93 показана для эбонита из натураль­ного каучука зависимость сопротивления разрыву от времени вул­канизации. Характерно наличие максимума и минимума на кривой сопротивления разрыву. Когда количество связанной серы достигает 10—15%, получается гибкий кожистый, но непрочный продукт. Дальнейшая вулканизация ведет к постепенному образо­ванию твердого, пружинящего продукта с увеличивающимся со­противлением разрыву. Физические свойства отдельных образцов эбонита зависят от состава смеси и длительности вулканизации, но характер кривых сохраняется. Перевулканизация эбонита вы­зывает повышенную хрупкость его. В этом состоянии эбонит скло­нен трескаться и расщепляться. В нормально вулканизованном продукте сопротивление разрыву достигает 7,0 кН/см2, при очень небольшом относительном удлинении; последнее снижается по мо­нотонно падающей кривой.

Эбонитовый цвет

Кинетика изменения твердости эбонитовой смеси без ускори­теля показана на рис. 94. По истечении примерно половины времени, необходимого для вулканизации эбонита, кривая стано­вится параллельной оси абсцисс; затем твердость быстро возра­стает. Применение ускорителей, сокращая время вулканизации, выравнивает ход кривой твердости; характерный перегиб кривой исчезает.


рис. 95 нанесены кривые твердости эбонитовой смеси, которая имела тот же состав, но переменное (0,5—10%) содержа­ние меркаптобензтиазола (каптакса). Нижняя часть кривой и плато перехода стушевываются, но наклон верхней части кривой возрастает с увеличением дозировки ускорителя. Отмечено, что продолжение сплошных линий на рис. 95 для эбонита из на­турального каучука приходит почти в начало координат. Иссле­дование кинетики изменения твердости эбонита, не содержащего ускорителей вулканизации (рис. 94) и с ускорителем меркаптобенз-тиазолом (каптаксом), обнаруживает (рис. 95) также три этапа в эбонитообразовании, однако не характерно выраженные. При большом содержании ускорителя первый и второй этапы практи­чески проследить невозможно.

Изменения кинетической зависимости количества связанной серы, прочности и относительного удлинения эбонита из синтетиче­ского каучука (СКС-30), приведенные на рис. 96, в целом отвечают сказанному выше. Значительная величина «равновесного модуля» эбонита, по сравне­нию с £оо для мягкой рези­ны, указывает на то, что плотность сетки, создавшей­ся к завершению эбонито-образования, в несколько раз превосходит по плотно­сти пространственную сетку мягкого  вулканизата.

Эбонитовый цвет

Следуя представлениям, развиваемым Б. А. Догадкиным, для смесей из на­турального каучука с ма­лым содержанием серы мак­симум на кинетической кри­вой сопротивления разрыву отражает наличие двух од­новременно протекающих, но разно направленных про­цессов: структурирования каучуковых цепей серой и деструкции их кислородом. Максимум прочности вулканизата соответствует тому моменту, когда почти вся сера присоединится к каучуку.

Иное явление наблюдается для смесей из натурального каучука с содержанием от 7% серы и более. И в этом случае из молеку­лярных цепей образуется пространственная сетка, а с увеличением густоты этой сетки повышается и прочность вулканизата при растяжении, но лишь до тех пор, пока возрастающая густота сетки не явится существенным препятствием для ориентации цепей. Максимум прочности наступит, когда к каучуку присоединится 3,5% серы. Вслед за этим при дальнейшем присоединении серы должно наблюдаться падение прочности при растяжении, что в действительности и происходит.

При вулканизации смесей с малым содержанием серы из нат­рий-бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков, для кото рых молекулярный кислород является, как и сера, структурирую щим агентом, — максимум прочности на кинетической кривой по является значительно позже полного перехода серы в связанное состояние. Смеси с большим содержанием серы ведут себя так же, как смеси на натуральном каучуке.

На основании исследований Б. А. Догадкина относительно рассматриваемого случая вулканизации эбонитовых смесей можно предположить, что снижение сопротивления разрыву в проме­жуточном продукте, постепенно теряющем высокоэластичные свой­ства, продолжается до тех пор, пока дальнейшее сгущение сетки не приведет к исчезновению способности образовывать участки с молекулярными цепями, ориентированными в направлении ра­стяжения. Такое положение отвечает минимуму на кинетической кривой сопротивления разрыву вулканизата эбонитовой смеси. За­тем, поскольку сера, имеющаяся в смеси в достаточном количестве, а также (для смесей из синтетических каучуков) вследствие тер­мической конденсации каучукового углеводорода (при 170°С), происходит дальнейшее присоединение серы как в мостичной фор­ме, так и в ином виде химически связанной серы.

Эбонитовый цвет

Внешним проявлением этих процессов является монотонно возрастающее увеличение прочности продукта, но уже не как высокоэластичного, а как обычного упругого тела. На характере получаемых структур сказываются: вид примененного каучука, температура греющей среды, а также повышение температуры внутри вулканизуемой смеси вследствие экзотермического харак­тера реакции присоединения серы. Переход от пластичной смеси К высокоэластичному продукту, а от него, через промежуточ­ный,— к твердому упругому материалу характеризуется измене­нием химического состава, в частности, увеличением содержания связанной серы. Однако оценка эбонита по этому признаку путем определения количества свободной серы трудоемка и длительна.

Исходя из того, что в процессе образования эбонита значи­тельно изменяются упругие свойства материала, характерный для этого процесса минимум на кинетической кривой наглядно и удобно можно обнаружить по изменению упругого отскока.

 Эбонитовый цвет

На рис. 97 показана кинетика изменения упругого отскока для пяти эбонитовых смесей следующего состава:

 Эбонитовый цвет

На рис. 98 сопоставлены изменения упругого отскока, твердо­сти, сопротивления ударному излому и теплостойкости с длитель­ностью вулканизации (смесь № 1).

Эбонитовый цвет

Применяя ускорители, можно сократить время процесса вул­канизации; различные ускорители, взятые в соответственных количествах, приблизительно до одинаковой степени увеличивают скорость вулканизации эбонита. Можно полагать, что ускорители облегчают физические условия взаимодействия реагентов, в част­ности диффузию серы, и функция их сводится к скорейшему увеличению содержания связанной серы. Смеси с ускорителями требуют такого же количества серы, как и смеси без ускорителей.

Температурный коэффициент вулканизации эбонита несколько выше, чем для мягкой резины, и растет с температурой вулканиза­ции: при 140—150 °С равен 2,52, а при 160—170°С достигает 3,13.

В связи с наблюдаемой линейной зависимостью изменения твердости от длительности вулканизации на стадии завершения образования эбонита предлагался способ расчета необходи­мой длительности t времени вулканизации эбонита из натурального каучука до получения твердости, отвечающей  100 единицам   (по Шору), по следующей зависимости. 

Эбонитовый цвет

Коэффициент г зависит от температуры вулканизации. Для юоиитовой смеси (типа № 1 с 0,56 масс. ч. окиси цинка) величина I соответствует 0,30 при 140 °С; 0,76 при 150 °С и 2,15 при 160 °С. Величина этого коэффициента зависит также от вида и количества ускорителя и достигает максимума, близкого к 1,9, но при различ­им х дозировках: от 0,7% для тетраэтилтиурамдисульфида до 7,5% м,м’,1 меркаптобензтиазола.

Величина коэффициента f в ненаполненных смесях с нормально i(.мистифицированным  каучуком  с ускорителем,  например  окисью цинка, фактически близка к нулю. Введение наполнителей увели­чивает f :

Объемное наполнение,  %…………………………………….. …….. 10       20        40

Величина коэффициента f при наполнении:

окисью магния………………………………………………         38        50        71

каолином……………………………………………………….         13        19        29

тальком…………………………………………………………         8         20        30

битумом……………………………………………………….. ………. 6,5    11        13

Наибольший эффект дает окись магния, что отвечает и приме­нению ее как обычного неорганического ускорителя эбонитовых смесей. Однако уравнение (4.1) не учитывает выделений тепла при вулканизации эбонита; поэтому применение его сравнительно ограничено.

Образование химического продукта из смеси, содержащей серу, является экзотермической реакцией и сопровождается тепловыде­лением. Количество выделяемой теплоты, момент максимального поднятия температуры и величина превышения ее над температу­рой теплоносителя вулканизации являются функциями темпера­туры вулканизации, толщины образца и наличия ускорителя в эбонитовой смеси. Тепловыделение не протекает равномерно, ма­ксимум выделения тепла соответствует тому моменту, когда с кау­чуком связана примерно половина серы. При теплоемкости эбонита, равной 1,42 Дж/(г-К), тепловыделение ведет к значи­тельному нагреву. Необходимость своевременного отвода тепла составляет характерное отличие вулканизации эбонита. Особенно обязателен этот отвод тепла в случае толстых эбонитовых изде­лий. Теплопроводность эбонита составляет 1,62 Дж/(см-с-К). Недо­статочно быстрый отвод тепла поведет к тому, что нагрев эбонита будет ускорять вулканизацию во внутренних слоях; свойства вулканизата в центре изделия и в наружных слоях будут различны — получится неоднородный продукт. В более серьезных случаях мо­жет наступить термическое разложение материала, сопровождающееся значительным выделением сероводорода и других газов, образованием пор и даже взрывом. Подобное явление носит на­звание «горения» смеси. Поскольку нагретый эбонит непрочен и очень мягок, выделяющиеся газы способствуют порообразованию во всей массе изделия.

Попадание в воздух сероводорода может вызвать отравление работающих в цехе. Даже сравнительно невысокая концентрация его в воздухе, порядка 0,7 сН/м3, при 15—30-минутном воздейст­вии вызывает ряд болезненных явлений. При более высоких концентрациях сероводорода в воздухе возможны тяжелые формы отравления со смертельным исходом. В атмосферу цеха сероводо­род может проникнуть либо вместе с паром через предохранитель­ный клапан в случае быстрого повышения давления в котле (вследствие обильного газообразования), либо при открывании крышки котла после завершения вулканизации, либо через конденсат — в случае негерметизированного или неисправного трубопровода. Горение эбонита обычно  наблюдается  при высокой температуре вулканизации,  при  ненаполненных  смесях,  а  также  при  смесях с ускорителями.

Температурные режимы вулканизации эбонитовых изделий, устанавливаемые с учетом названной особенности, отличаются большим разнообразием. Введение в смесь инертных ингредиентов или эбонитовой пыли, действующих как разбавители, снижает опасность горения. Вулканизация таких смесей в металлических формах, благодаря хорошему отводу тепла металлом формы, успешно протекает при 160—170 °С. Для чистых эбонитовых сме­сей, в противоположность этому, характерно применение невысокой температуры вулканизации, значительная длительность ее, ступенчатый нагрев и цикличность (повторность) процесса. Вул­канизацию толстых эбонитовых стержней диаметром 65—100 мм ведут часами и даже сутками, распределяя ее на циклы с пере­рывами. Равномерности прогрева заготовки и значительного улуч­шения отвода тепла достигают, помещая вулканизуемые в котле изделия в ванну, наполненную водой.

Начавшуюся экзотермическую реакцию невозможно остановить снижением температуры в вулканизаторе, ее можно лишь преду­предить своевременным понижением температуры до начала зна­чительного теплообразования. Исследуя температуру вулканизуе­мого изделия с помощью термопар, можно составить такой режим вулканизации, при котором ход температуры в эбоните будет почти одинаковым с ходом температуры в котле. Применение ускорителей требует особо четкого построения вулканизационного режима.

Вулканизация эбонитовых изделий в котлах требует особого внимания. Значительное количество серы в эбонитовых смесях ведет к образованию газообразных сернистых соединений, корро­дирующих стенки вулканизационных котлов. Для изготовления котлов следует применять металл, стойкий к коррозии, или покры­вать стенки котла внутри защитным слоем. Известно, например, что добавка меди значительно повышает стойкость металла котла к вулканизационной среде. Кроме медистых сталей, большой стойкостью отличаются стали хромоникелевые и др. В качестве за­щитных покрытий применяются свинец и дюралюминий. Гомоген­ный и достаточно толстый слой свинца может быть прочно нало­жен или наплавкой свинца на предварительно хорошо очищенную и луженую оловом поверхность котельных листов, или путем галь­ванического покрытия. Дюралюминий применяют для футе­ровки котла. Сточную воду (конденсат) эбонитового производства следует обязательно очищать от сероводорода и сернистого газа mo спуска в канализацию. Для этого стравливаемые газы и конценсат направляют в специальные очистные устройства — поглоти­тели. Поглощение газов производят водой или раствором щелочи.

Методы оценки свойств эбонита. В соответствии с разнообразием предъявляемых к эбониту эксплуатационных требований, предло­жен ряд методов для оценки его физико-механических и электрических свойств.

Общепринятыми для оценки физико-механических свойств эбо­нита являются следующие определения:

а)   временное сопротивление при статическом изгибе (ГОСТ 255 — 41);

б)  твердость на твердомере Шоппера (ГОСТ 254 — 53);

в)  теплостойкость по Мартеису (ГОСТ 272 — 41);

г)   хрупкость на маятниковом копре (ГОСТ 258 — 41);

д)  сопротивление срезу (ГОСТ 211—41);

е)  предел прочности при разрыве.

Принципы определений и методы проведения физико-механиче­ских испытаний эбонита по существу те же, что и для твердых тел и пластических масс. Более специфичным является определение теплостойкости эбонита (ГОСТ 272 — 41), основанное на изгиба­нии образцов стандартного размера под действием постоянного из­гибающего момента и при равномерном повышении температуры среды. Однако неопределенность времени, необходимого для долж­ного нагрева, является недостатком этого метода. Наибольшие из­менения (меньшую теплостойкость) дает эбонит из натурального каучука. Эбонит из бутадиен-нитрилакрилового каучука наиболее теплостоек.

Для оценки диэлектрических свойств эбонита производят опре­деления:

а)  объемного и поверхностного сопротивления (ГОСТ 6433—65);

б)  среднего пробивного напряжения (ГОСТ 6433—65);

в)  диэлектрической проницаемости эбонита при частотах 106 Гц (ГОСТ 9141 — 65) и 50 Гц (ГОСТ 6433 — 65).

Диэлектрические потери определяются количеством энергии, выделяемой в диэлектрике, находящемся в электрическом поле. При постоянном электрическом поле в диэлектрике устанавливает­ся ток проводимости, т. е. движение электронов и ионов сквозь ди­электрик. Ток этот для большинства диэлектриков очень мал и определяет объемное сопротивление диэлектрика. До установления этого постоянного по величине тока проводимости, начиная с мо­мента приложения напряжения, наблюдается ток, во много раз превосходящий ток проводимости, но продолжающийся короткое время. Это увеличение тока определяется явлениями смещения и поляризации диэлектрика. При переменном электрическом поле энергия расходуется не только на перенос электронов и ионов че­рез диэлектрик, но главным образом на поляризацию диэлектрика и процессы, связанные с вращением диполей (активная составляющая тока). Ввиду того, что потери, определяемые током проводимости, незначительны, обычно под диэлектрическими потерями по­нимают потери на поляризацию диэлектрика и вращение диполей.

Поляризация диэлектрика происходит под действием создавае­мого в диэлектрике электрического поля и представляет собой смещение заряженных частиц атомов и молекул диэлектрика. При сня­тии поля эти заряды, двигаясь в обратном направлении, создают спадающий до нуля ток. Перемена направления внешнего поля вы­зывает обратное явление; это ведет к затрате энергии на перегруп­пировку заряженных частиц. Подобный процесс происходит и в слу­чае неоднородности диэлектрика. Граница областей с различными диэлектрическими постоянными служит местом скопления зарядов, и ток будет возникать за счет изменения величины этих зарядов во времени. При наличии диполей в диэлектрике энергия расходуется на вращение (ориентацию диполей), т. е. на преодоление сил тре­ния, определяемых вязкостью среды.

Если бы в диэлектрике конденсатора не было никаких потерь энергии, то протекающий ток был бы сдвинут относительно напря­жения на угол ф = 90°. В этом случае активная мощность Р, по­требляемая диэлектриком конденсатора, была бы равна нулю, так как cos ср 90° = 0. Но в реальных условиях потребляемая активная мощность не равна нулю, а потому и cos ф (коэффициент мощно­сти) не равен нулю. Поскольку активная мощность, поглощаемая конденсатором, пропорциональна tg6, т. е. отношению активного тока ta к реактивному ip, tg6, называемый тангенсом угла диэлек­трических потерь, является мерой способности диэлектрика преоб­разовывать подведенную к нему энергию в тепло.

При вулканизации эбонитовой смеси tg б вначале быстро возра­стает, но при дальнейшей вулканизации, по мере затвердевания эбонита, уменьшается, достигая к 100—120 мин минимума; далее наблюдается небольшое повышение tg б. Чем меньше угол б, тем эбонит (как диэлектрик) лучше. Следует заметить, что напряже­ние, при котором происходит пробой, не является линейной функ­цией толщины образца, а по мере увеличения толщины растет за­медленно; оно зависит также от длительности проведения испы­тания.

В результате действия света на поверхность эбонита наблю­дается снижение его удельного поверхностного сопротивления. Происходит это потому, что под воздействием света образуется проводящая ток пленка сернистой кислоты. Удаление такой пленки восстанавливает прежние свойства эбонита. Эффективным сред­ством защиты, превосходящим, по-видимому, воскование, является применение ди-B-нафтил-n-фенилендиамина  (эджрайт белый).

Источник: reziny.ru

Эбонитовые трубки, стержни и пластины

Государственный стандарт: 2748-53
Эбонитовые пластины – это листы шириной 25-50 см, длиной 50-100 см и толщиной 0,5-32,0мм. Эбонитовые пластины толщиной более 1,5 мм производятся при помощи дублирования нужного количества листов эбонитовой смесью. Дублирование происходит на чугунной, стальной или гладкой плите, прокатывают листы по всей площади тяжелым роликом. На произведенную пластину/лист с 2-х сторон накладывается листовое олово. Для лучшего сцепления листов из олова к поверхности пластины листы промазывают керосином.

Эбонитовые стержни стандартного размера производятся диаметром 0,5-7,50 см, длиной не более 300 см. Заготовки стержней (палок) изготавливают профилированием на червячном прессе. После чего заготовки разрезают нужной длины и охлаждают в воде. Для усадки стержни помещают в трубки большего диаметра и выдерживают в течение 8 – 12 часов. Вулканизация эбонитовых стержней осуществляется в ваннах, котлах, наполненных водой.

Эбонитовые трубки стандартного размера производят длиной не менее 40 см, толщиной стенки 1,2-12,5 мм и внутренним диаметром 0,3-5,0 см. Такие трубки производят профилированием на червячном прессе. Трубки большего диаметра и длины, со значительной толщиной стенки производят вклеиванием. Такие заготовки надевают на дорны, в последствие закатывают в ткань.

Являясь диэлектриком, эбонит широко используется в изготовление аккумуляторов. В кислотных аккумуляторах деталями из эбонита являются: прокладки между смежными пластинами (сепараторами), бак и крышка с втулками и пробками (формовые детали). В трубчатых аккумуляторах, которые используются для электровозов, основой положительных электродов является металлическая рамка (сплав сурьмы со свинцом), на промежуточные вертикальные стержни, которых одет эбонитовая перфорированная трубчатая пластина (панцирь). В пространство между перфорированной стенкой и стержнем заливают активную массу.

Эбонитовые изделия нужно хранить в сухом складском помещении при температуре от 0 до 20 С. Изделия должны быть хорошо защищены от воздействия прямых солнечных лучей и располагаться на расстоянии не ближе 1 м от нагревательных приборов и печей. Эбонитовые изделия должны быть хорошо защищены от воздействия керосина, масел,  бензина и других веществ, опасных для эбонита. 

При вулканизации эбонитовых изделий в котлах происходит коррозия металла вследствие образования сернистого газа и сероводорода, поэтому котлы должны производиться из медесодержащей стали или иметь внутреннее дюралевое, свинцовое или другое защитное покрытие. Конденсат от растворенного в котле сероводорода и сернистого газа подлежит очистке перед спуском в канализационную систему при помощи специальных очистительных устройств, в которых при помощи раствора щелочи газы поглощаются. Вулканизация эбонитовых изделий в котлах требует повышенного внимания. Значительная масса серы в эбонитовых смесях ведет к появлению газообразных сернистых соединений, которые покрывают коррозией стенки вулканизационных котлов. Для производства котлов используется металл, стойкий к коррозии, или покрывают стенки внутри котла защитным слоем. Например, добавка меди значительно увеличивает стойкость металла котла к вулканизационной среде. Кроме меди, большую стойкостью имеют стали покрытые хромоникелевым сплавом и прочие. В качестве защитных покрытий используют дюралюминий и свинец. Дюралюминий используют в качестве футеровки котла. 

Источник: ntcrti.ru

 

Эбонит листовой — представляет собой продукт высокой степени вулканизации натурального или синтетического каучука серой. Связанной серы в эбоните около 32%, что соответствует формуле (C6H9S)2. Эбонит обычно бывает тёмно-бурого или чёрного цвета.

Область применения эбонита листового –
Эбонит применяется для изготовления деталей электрических приборов, аккумуляторных баков и ёмкостей для агрессивный жидкостей, а также для гуммирования химической аппаратуры.

Эбонит хорошо поддаётся механической обработке, негигроскопичен, газонепроницаем, стоек к действию растворов кислот, оснований, солей, растительных и животных жиров; разрушается сильными окислителями, ароматическими и хлорированными углеводородами.

 

                                                                                                                Эбонитовый стержень

 

Эбонитовый стержень — это композит каучука, который был вулканизирован серой. Данный процесс придает эбониту стойкость к различным химическим агрессивным соединениям, повышает механические и диэлектрические характеристики материала. Эбонит производится как листовой, так и в виде стержней различной толщины и диаметра.

В настоящий момент эбонит выпускаются согласно следующей номенклатуре:

Наименование    Диаметр (толщина), мм.
Эбонитовый стержень    8
Эбонитовый стержень    10
Эбонитовый стержень    14
Эбонитовый стержень    17
Эбонитовый стержень    20
Эбонитовый стержень    26
Эбонитовый стержень    30
Эбонитовый стержень    40
Эбонитовый стержень    50
Эбонитовый стержень    75
Эбонит листовой    3
Эбонит листовой    5
Эбонит листовой    10
Эбонит листовой    14
Эбонит листовой    18
Эбонит листовой    20

 

                                                                                                                    Эбонитовая трубка

Эбонитовые трубки с фланцами или без них, например полые цилиндры диаметром 800 мм и длиной 1500 мм с толщиной стенки 30 мм для пусковых реостатов к блюмингам, изготовляют посредством накатки на дорнах. Перед вулканизацией трубы плотно закатывают бинтами, применяя спиральную накладку ткани. Иногда трубы вулканизуют без дорна, наполнив их мелким речным песком и закрыв концы деревянными пробками. В этих пробках сделаны небольшие отверстия, чтобы дать возможность воздуху оставшемуся в трубе, постепенно, по мере его нагревания и расширения, выйти из трубы. Если требуются изогнутые трубы, то по соответственным лекалам выгибают наполненные песком и разогретые трубы. В случае необходимости изготовления труб, изогнутых без складок или с малым радиусом кривизны, применяют соответствующие цинковые дорны с последующим растворением цинка путем обработки готового изделия в соляной кислоте.

 

                                                                                                                      Применение Эбонита

Эбонит — прекрасный электроизоляционный материал, применяется для изготовления различных деталей в электротехнике.
Эбонит можно резать ножовкой, сверлить, точить на токарном станке, опиливать напильниками. В нагретом состоянии листы эбонита можно гнуть и штамповать; это свойство эбонита используют юные техники для изготовления разных деталей.

 

 

Источник: electro-izolyaciya.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.