Эбонит

Эбонит — это торговая марка материала, известного как твердая резина , получаемого путем вулканизации натурального каучука в течение длительного периода времени. Эбонит может содержать от 25% до 80% серы и льняного масла . ^[1]^[2] Его название происходит от его предполагаемого использования в качестве искусственного заменителя черного дерева. Этот материал еще называют вулканитом . ^[3] хотя формально это название относится к минералу вулканиту .

Чарльза Гудиера Брат , Нельсон Гудиер, экспериментировал с химией эбонитовых композитов. В 1851 году он использовал оксид цинка в качестве наполнителя. ^[4] Хью Сильвер дал ему такое название. ^[5]

Характеристики

Процент серы, применяемые температуры и продолжительность вулканизации являются основными переменными, определяющими технические свойства твердого полисульфидного эластомера . Протекающая реакция представляет собой в основном присоединение серы по двойным связям с образованием внутримолекулярных кольцевых структур, поэтому большая часть серы сильно сшита в форме внутримолекулярного присоединения. Благодаря максимальному содержанию серы до 40% его можно использовать для предотвращения набухания и минимизации диэлектрических потерь. Самые сильные механические свойства и наибольшая термостойкость достигаются при содержании серы около 35%, тогда как самая высокая ударная вязкость может быть достигнута при более низком содержании серы 30%. Жесткость твердой резины при комнатной температуре объясняется силами Ван-дер-Ваальса между внутримолекулярными атомами серы. Повышение температуры постепенно увеличивает молекулярные колебания, которые преодолевают силы Ван-дер-Ваальса, делая его эластичным. Твердая резина имеет плотность, зависящую от смеси содержимого, от 1,1 до 1,2. При повторном нагреве твердая резина проявляет эффект памяти формы и может довольно легко изменять форму в определенных пределах. В зависимости от содержания серы твердая резина имеет температуру термопластического перехода или размягчения от 70 до 80 ° C (от 158 до 176 ° F).

Материал хрупкий, что создает проблемы при его использовании, например, в корпусах аккумуляторов, где целостность корпуса жизненно важна для предотвращения утечки серной кислоты . В настоящее время его обычно заменяют углеродной сажей , наполненным полипропиленом .

Воздействие ультрафиолета и дневного света

Под воздействием ультрафиолетовой части дневного света твердая резина окисляется. Последующее воздействие влаги связывает воду со свободной серой на поверхности, создавая сульфаты и серную кислоту на поверхности , которые очень гигроскопичны . Сульфаты конденсируют воду из воздуха, образуя смачиваемости . на поверхности гидрофильную пленку с благоприятными характеристиками ^[6] Эти процессы старения постепенно обесцвечивают поверхность от серовато-зеленого до коричневого цвета и вызывают быстрое ухудшение электрического поверхностного сопротивления.

Загрязнение

Загрязненный эбонит представлял проблемы при его использовании в электронике. Во время производства эбонит раскатывали между листами металлической фольги, которые снимали, оставляя после себя следы металла. Для использования в электронике поверхность была отшлифована для удаления металлических частиц. ^[7]

Приложения

Твердая резина использовалась в шарах для боулинга в начале 20 века ; однако от него отказались в пользу других материалов (название «Эбонит» остается торговым названием одного из крупнейших производителей полимерных шариков). ^[8] Он использовался в электрических вилках, мундштуках для табачных трубок (конкурент с Lucite ), рыболовных катушках, хоккейных шайбах , перьевых ручках. ^[9]^[10] корпуса и наконечники, для саксофона и кларнета мундштуки , а также комплектные влагоустойчивые кларнеты. ^[11]^{[ нужен лучший источник ]} Твердая резина часто используется в качестве материала колес роликов . Его также часто используют в классах физики для демонстрации статического электричества , поскольку оно находится на отрицательном конце трибоэлектрического ряда или рядом с ним . ^{[ нужна ссылка ]}

Твердая резина использовалась в автомобильных аккумуляторах в течение многих лет, что сделало черный цвет традиционным даже спустя долгое время после того, как на смену ему пришли более прочные современные пластики, такие как полипропилен . На протяжении десятилетий он использовался в расческах для волос, производимых компанией Ace, которая теперь является частью Newell Rubbermaid , хотя известно, что нынешние модели производятся исключительно из пластика. ^[12]

Эбонит применяют в качестве антикоррозионной футеровки различных (в основном складских) сосудов, содержащих разбавленную соляную кислоту . Образует пузырьки при хранении плавиковой кислоты при температуре выше комнатной или в течение длительного времени. ^[13]

Ссылки

^ «Хартгумми (Эбонит)» (на немецком языке). Архивировано из оригинала 18 декабря 2014 г. Проверено 30 ноября 2014 г.
^ «eboDUST Эбонитовая/твердая резина» . Архивировано из оригинала 5 декабря 2014 г. Проверено 30 ноября 2014 г.
^ Мерриам-Вебстер (2002) [1961], «вулканит» , Третий новый международный словарь Вебстера, полный , Спрингфилд, Массачусетс, США: Мерриам-Вебстер.
^ Сеймур, Раймонд Бенедикт; Дининг, Рудольф Д. (1987). История полимерных композитов . ВСП. п. 374.
^ «Виртуальная библиотека ICE» . Протокол заседаний Института инженеров-строителей . 189 (1912). Институт инженеров-строителей: 353. Январь 1912 г. doi : 10.1680/imotp.1912.16587 . Проверено 12 февраля 2019 г.
^ «Уход за предметами из резины и пластмассы – Примечания ТПП 15/1» . Примечания CCI, серия 15 (Современные материалы и промышленные коллекции) . Канадский институт охраны природы. Архивировано из оригинала 10 сентября 2015 года . Проверено 28 августа 2015 г.
^ Купер, Деннис Л. (03 октября 2018 г.), Бхоумик, Анил К.; Холл, Малкольм М.; Бенари, Генри А. (ред.), «Твердые резиновые смеси» , Технология производства резиновых изделий (1-е изд.), Routledge, стр. 795–800, doi : 10.1201/9780203740378-26 , ISBN 978-0-203-74037-8 , S2CID 198385857 , получено 30 мая 2021 г.
^ «Шарики для боулинга: подробный обзор» . Боулинг в этом месяце . Проверено 29 августа 2015 г.
^ «Что такое эбонит?» . Уменьшить резкость . Проверено 19 июля 2021 г.
^ «Эбонит» . Fountainpen.it . Проверено 2 апреля 2022 г.
^ «Изделия по деревянным духовым инструментам и медным духовым инструментам: Музыкальная комната» . www.wwbw.com .
^ Самый простой способ определить расческу из твердой резины — энергично потереть часть ее поверхности, а затем сразу же понюхать расческу. Запах твердой резины, возникающий из-за содержания серы в эбоните, обычно можно уловить временно. Тот же эффект часто можно получить, поместив расческу под горячую водопроводную воду.
^ «Таблица химической стойкости эбонита и различных других материалов» (PDF) .

[1] «Хартгумми (Эбонит)» (на немецком языке). Архивировано из оригинала 18 декабря 2014 г. Проверено 30 ноября 2014 г.

[2] «eboDUST Эбонитовая/твердая резина» . Архивировано из оригинала 5 декабря 2014 г. Проверено 30 ноября 2014 г.

[WebstersThird_2002_vulcanite-3] Мерриам-Вебстер (2002) [1961], «вулканит» , Третий новый международный словарь Вебстера, полный , Спрингфилд, Массачусетс, США: Мерриам-Вебстер.

[4] Сеймур, Раймонд Бенедикт; Дининг, Рудольф Д. (1987). История полимерных композитов . ВСП. п. 374.

[ICE-5] «Виртуальная библиотека ICE» . Протокол заседаний Института инженеров-строителей . 189 (1912). Институт инженеров-строителей: 353. Январь 1912 г. doi : 10.1680/imotp.1912.16587 . Проверено 12 февраля 2019 г.

[CCI_15-1-6] «Уход за предметами из резины и пластмассы – Примечания ТПП 15/1» . Примечания CCI, серия 15 (Современные материалы и промышленные коллекции) . Канадский институт охраны природы. Архивировано из оригинала 10 сентября 2015 года . Проверено 28 августа 2015 г.

[7] Купер, Деннис Л. (03 октября 2018 г.), Бхоумик, Анил К.; Холл, Малкольм М.; Бенари, Генри А. (ред.), «Твердые резиновые смеси» , Технология производства резиновых изделий (1-е изд.), Routledge, стр. 795–800, doi : 10.1201/9780203740378-26 , ISBN 978-0-203-74037-8 , S2CID 198385857 , получено 30 мая 2021 г.

[8] «Шарики для боулинга: подробный обзор» . Боулинг в этом месяце . Проверено 29 августа 2015 г.

[9] «Что такое эбонит?» . Уменьшить резкость . Проверено 19 июля 2021 г.

[10] «Эбонит» . Fountainpen.it . Проверено 2 апреля 2022 г.

[11] «Изделия по деревянным духовым инструментам и медным духовым инструментам: Музыкальная комната» . www.wwbw.com .

[12] Самый простой способ определить расческу из твердой резины — энергично потереть часть ее поверхности, а затем сразу же понюхать расческу. Запах твердой резины, возникающий из-за содержания серы в эбоните, обычно можно уловить временно. Тот же эффект часто можно получить, поместив расческу под горячую водопроводную воду.

[13] «Таблица химической стойкости эбонита и различных других материалов» (PDF) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]