Эбонит

ЭбонитЭБОНИТ, твердая резина, отличающаяся от мягкой значительно большим содержанием серы. Связанной серы в эбоните около 32%, что соответствует формуле (C5H8S)2. Эбонит тёмно-бурого или черного цвета - цвета эбенового дерева. По твердости эбонит приближается к слоновой кости; хорошо обрабатывается на токарном станке, пилится, шлифуется, полируется; не коробится. Удельный вес не ниже 1,14, в среднем 1,2. Теплоемкость (0—100°С) 0,33125. Коэффициент линейного расширения (20—60°С) 80·10-6; количество тепла, проходящее сквозь эбонитовую пластинку на прямом солнечном свету при толщине ее в 0,5 мм, равно 35%; при 1 мм 28%; при 1,5 мм 23%; при 2 мм 15%. Коэффициент рефракции 1,568. Эбонит - хороший электроизолирующий материал. Запах обнаруживается при трении. Не порист, не гигроскопичен, не адсорбирует газов; поглощение влаги в воздушной среде 0,005—0,02%, в воде 0,08— 0,11%. Временное сопротивление на растяжение высших сортов эбонита 6—8 кг/мм2 и даже 10 кг/мм2; средних 5—6 кг/мм2; низших - падает до 1 кг/мм2. Временное сопротивление на сжатие в зависимости от качества 2—12 кг/мм2, удлинение 2—75%. При сгибании быстро принимает первоначальную форму, но «нерва», свойственного мягкой резине (т. е. быстрое сжатие по растяжении и сильный прыжок и отскакивание при ударе о твердое тело), не имеет. Размягчается обычно между 70 и 80°С; также размягчается в теплой воде и начинает гнуться; при остывании снова затвердевает.

При 200°С и выше понемногу обугливается, не плавясь. Кислород воздуха и свет на эбонит менее действуют, чем на мягкую резину; по отношению к кислотам и щелочам стоек, поэтому пригоден для хранения серной кислоты до 50° Вѐ, азотной - до 16° Вѐ, соляной кислоты любой крепости, фтористоводородной, фосфорной, уксусной, а также едких щелочей; набухает в сероуглероде и нефтепродуктах; в парафине растворяется при температуре выше 300°С с выделением сероводорода. Изоляционные свойства эбонита понижаются при выставлении на свет вследствие окисления. От времени свойства эбонита мало изменяются; старение эбонитовых изделий мало заметно. Допускаемые сроки хранения без ущерба для качества обычно 5 лет, для эбонитовых баков и сепараторов 2 года, для полутвердых трубок 1 год.

Применяемый для изготовления эбонита каучук д. б. совершенно чист от загрязнений, ведущих к образованию пузырей и пористости, понижающих электроизоляционные свойства, затрудняющих механическую обработку (обточку, шлифовку, полировку). Каучук пригоден как растительный, так и синтетический. Самые ценные сорта эбонита (например, для электроизоляционных пластин толщиной в 0,3—0,4 мм для тока в 20 kV и больше) содержат только каучук и серу (приблизительно 66 ч. каучука и 34 ч. серы). Обычно же эбонит содержит ряд примесей, необходимых для придания эбониту особых свойств в зависимости от назначения изделий, для облегчения процессов изготовления (вальцевания, каландрирования, шприцевания, формовки, вулканизации и дальнейшей механической обработки), а также для удешевления изделий. Примеси (ингредиенты) также д. б. тщательно очищены, а порошкообразные - тщательно измельчены. Ингредиенты в эбоните имеют вообще то же значение, что и в мягкой резине, но выбор их и количество зависят от свойств, которые нужно придать эбониту. В значительных количествах (в особенности в формовых изделиях) применяется эбонитовая пыль, получающаяся или из старого использованного эбонита или из регенерата, довулканизованного с прибавлением серы путем раздробления, отделения металлических примесей и помола на вальцах (для высших сортов эбонитовой пыли) или жерновах (для низших, т. к. от жерновов может получиться примесь песка). Более полное извлечение металла из эбонитовой пыли производится электромагнитом. Эбонитовая пыль высших сортов содержит 65—70% каучука; в низших содержание каучука спускается до 55%. Стандартная тонкость помола определяется ситом в 120 меш. Эбонитовая пыль склонна к самовозгоранию при помоле, а также при хранении большими кучами и может т. о. быть причиной пожаров и взрывов. Признаками начинающегося самовозгорания эбонитовой пыли являются почернение и сбивание в комки. Опасность пожара заметно уменьшается, если пыль находится в атмосфере не воздуха, а инертных газов; по опытным данным достаточно содержания в атмосфере 7% углекислоты, чтобы избежать взрыва. Вулканизация обычно длительнее, чем мягкой резины, и применение органических ускорителей особенно эффективно. Обычно применяют альдегид аммиаки, гуанидины (дифенил-, дитолил-, трифенил гуанидин) и др. Мягчители имеют целью не только облегчить крашение (смешивание) и предохранить от трещин, но также придать эбониту после механической  обработки более гладкий, блестящий полированный вид и кроме того облегчить самую обработку. В качестве мягчителей применяют темный фактис, робберакс (подчас заменяющий почти полностью каучук), олифу, лаковое масло, смолы, церезин воски, нефтяные масла и т. п. В эбонит для кислото- и щелочеупорных изделий идут барит, тальк, кизельгур, пемза, асбест. Тальк вместе с тем предохраняет эбонитовые изделия (аккумуляторные баки и т. и.) от деформации, но при большом содержании талька эбонит с трудом поддается полировке. Для изоляционных целей полезно применять каолин; каолин, содержащий эбонит, хорошо полируется. Каолин идет в эбонит для изготовления магнето, изоляционных трубок. Окись магния является не только ускорителем вулканизации, но она также предохраняет от пузырей, реагируя с газами, выделяющимися в результате окисления серы, содержащейся в эбоните; т. о. окись магния защищает также от понижения электроизоляционных качеств эбонита. Для окрашивания эбонита служат: цинковые белила - для светлого денталита, киноварь, сернистая сурьма - для красного, и др. Обычно же эбонит черного цвета.

Легкость механической обработки, химическая индифферентность, изоляционные свойства, возможность чистки и дезинфекции определяют сферу применения эбонита как ценного материала для изделий электротехнической, радиотехнической, хирургической, химической и других отраслей промышленности. В последнее время, с развитием производства дешевых искусственных смол, пластических масс и т. п., эбонит хотя и вытесняется ими, все же для многих изделий он остается незаменимым и находит новые области применения. Основными эбонитовыми изделиями являются пластины, палки, трубки и формовые изделия. Пластины получаются путем каландрирования и дублирования (толщины - более 0,8 мм) тонких пластин. Вулканизация эбонитовых пластин производится в оловянной фольге (или в алюминиевой) в горячей воде или в прессе (пластины толще 15 мм); вулканизация в фольге дает пластину гладкую, блестящую, не нуждающуюся в полировании; вулканизация в металлических рамках в прессе дает пластину матовую, подлежащую механической обработке. Оловянную фольгу можно применять несколько раз, но лучше после каждой вулканизации ее переплавлять и перекрашивать заново. Эбонитовые палки и трубки формуются путем шприцевания при температуре более высокой, чем для мягкой резины. Вулканизация палок и трубок проводится в тальковой пудре в закрытых металлических ящиках, вставляемых в вулканизационный котел. Тонкие трубки надеваются для вулканизации на стержни (дорны), предварительно смоченные раствором соды или жидкого стекла. Трубки большого диаметра можно также вулканизовать в формах (металлических трубах), наполнив их затем сжатым газом (воздухом или др.), или острым паром. Формовые эбонитовые изделия (гарнитуры и т. д.) изготовляют также путем прессования эбонитовой смеси в металлических формах либо же предварительным склеиванием вручную вырезанных по шаблонам частей и закладкой их в формы. Эбонит хорошо пристает к металлу, поэтому употребляется для обкладки цистерн, баков, предназначенных для хранения кислот (при невысокой температуре), в качестве промежуточного слоя для вязи металла с мягкой резиной (в плотных массивных шинах), и т. д.

Химический анализ эбонита, по существу не отличается от применяемого для мягкой резины. Физико-механические испытания применяются отчасти те же, что для мягкой резины, но для эбонита важны и другие испытания, как определение электроизоляционной способности, твердости (по способу Бринелля), деформации при нагревании (проба Мартенса), склеиваемости с металлом и др. Кроме общих методов испытания для особых видов изделий применяются специальные методы (так, аккумуляторные баки проверяются на кислотопроницаемость, на целость швов и т. п.).

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 26 - 1934 г.

Еще по теме: