Co znamená bakelit?
Bakelit je nerozpustná umělá pryskyřice, kterou vynalezl americký chemik Leo Baekeland v roce 1909. Materiál je prvním žáruvzdorným plastem na světě, který při vysokých teplotách neměkne. Široce používaný jako materiál pro výrobu pouzder zařízení, příslušenství a také jako pojivo.
Popis a vlastnosti bakelitu
Materiálem je vysoce vulkanizovaná pryž. Přesněji ji lze popsat jako výsledek polykondenzace fenolu s formaldehydem se zahrnutím alkalického katalyzátoru do reakce. Výsledná látka může mít různé přirozené odstíny, od žluté po černou. Může být také tónován na jakoukoli barvu přidáním pigmentů.
Bakelit je pevná látka podobná pryskyřici nebo viskózní kapalina. Navenek může připomínat jantar, ebonit, slonovinu, celuloid. Materiálem je odolný plast odolný proti opotřebení.
Má řadu důležitých funkcí:
- Má nízkou hmotnost.
- Špatně vede teplo.
- Zpracováno na soustruhu.
- Vynikající elektrický izolant.
- Má vysokou teplotní stabilitu.
Ještě ne:
- Lit.
- Rozpouští se v alkoholu a dalších látkách nebezpečných pro plasty.
- Poškrábaný.
- Absorbuje vodu.
- Propouští vzduch.
Tento plast není superpevný materiál, ale je velmi odolný proti opotřebení a snadno odolává tření. Při kontaktu s otevřeným plamenem se nevznítí, ale pomalu uhoří. Obecně lze bakelitové výrobky bezpečně používat v podmínkách ohřevu do +300°C.
Materiál je špatný vodič tepla. Díky těmto vlastnostem je široce používán při výrobě různých nástrojů. Zejména se používá k výrobě krytů pro velmi horká zařízení. Jedná se o stínidla, vypínače, stojany, tělesa bojlerů, varné konvice atd.
Navzdory vysoké hustotě je bakelit dokonale zpracován na soustruhu, frézce a dalších elektrických zařízeních. Díky tomu se často používá k ručním pracím soustružením, ale především je vhodný k odlévání. Tento plast se při zpracování nedrolí. Jeho hustá struktura umožňuje vytvářet díly jakékoli složitosti a velikosti. Navíc nemá žádný zápach, což usnadňuje jeho použití. Tím se odlišuje od běžných plastů.
Použití bakelitu při výrobě různých elektrických zařízení se také vysvětluje jeho vysokými elektroizolačními vlastnostmi. Jeho dielektrická konstanta je od 5,6 do 8,85. To umožňuje jeho použití k výrobě obložení kleští a dalšího profesionálního nářadí pro elektroinstalaci.
Další důležitou vlastností bakelitu je jeho chemická odolnost. Jediné kyseliny, které jej dokážou rozpustit, jsou dusičná a sírová. Navíc musí být koncentrované a horké.
Materiál má hustotu až 1400 kg/m³. Je tedy 7krát lehčí než ocel ve stejném objemu. To umožňuje použití pevné formy bakelitu pro výrobu různých složitých mechanických dílů, které jsou vystaveny silnému namáhání. Nízká hmotnost činí tento materiál oblíbeným v konstrukci letadel. Vyrábějí se z něj téměř všechny důležité plastové díly letadel a vrtulníků.
Druhy bakelitu
Bakelit lze získat ve třech různých typech, které se liší stupněm kondenzace. Podle tohoto kritéria je materiál rozdělen do typů:
Bakelit А je produktem počáteční kondenzace. Ve skutečnosti se ještě nejedná o hotový plast, který má již řadu pozitivních vlastností. Materiál typu A má obvykle kapalný, mírně viskózní stav, který připomíná pryskyřici nebo lepidlo. Dá se rozpustit v alkoholu a jiných ředidlech. Po vychladnutí získá konzistenci kalafuny. To znamená, že pod tlakem se může rozpadat na úlomky. Mírným zahřátím pevného bakelitu A jej lze opět uvést do kapalného stavu. Zároveň je důležité jej nepřehřívat a nevystavovat dlouhodobému tepelnému zpracování, protože materiál přejde do fáze B.
Typ В má vzhled tvrdého, stále křehkého, ale docela odolného materiálu. V kyselinách se již nerozpouští, ale při jejich působení může bobtnat. Při zahřátí se bakelit B neroztaví, ale stane se jednoduše plastickým. Díky tomu z něj můžete vyrábět různé produkty pomocí extruze nebo lisování za tepla. Když se plastová hmota B ochladí, opět ztvrdne a znovu získá svou křehkost. Materiál také vyžaduje pečlivé zacházení, protože při přehřátí může přejít do stavu bakelitu C.
Bakelit С je konečná látka při výrobě. Získává se z látky B dokončením kondenzace. K tomu se surovina zahřeje na teplotu +100°C. Poté začíná prudká chemická reakce s uvolňováním plynů a škodlivých výparů. Po dokončení kondenzace materiál zhoustne. V důsledku probíhající reakce však uvnitř hotového výrobku zůstávají vzduchové bubliny. V tomto ohledu se používá speciální zařízení a dodržují se přísné teplotní podmínky, což umožňuje minimalizovat hromadění pórů v materiálu. Typ C je netavitelný, nerozpustný plast, který má nejvyšší výkonnostní kvality.
Pro snížení nákladů na výrobu bakelitu, zejména v pevné formě, lze do něj zařadit levná plniva. Může to být grafit, písek, azbest, piliny atd. Při smíchání s hmotou plastu zvětší jeho objem. Navenek to nemusí být vůbec patrné, pokud výrobce používá zavedené pracovní schéma. Takové plnivo může být volně ložené nebo umístěné ve středu produktu, to znamená, že není viditelné z jeho vnějšku.
Velmi oblíbené je bakelitové složení na bázi dřevité moučky. Jedná se o extrémně běžný materiál, který byl usnadněn nízkými náklady na jeho výrobu. Skládá se ze 40-60% dřevité moučky. Díky jemné disperzi jsou inkluze třetích stran se správným množstvím barviva zcela neviditelné. Výsledkem je velmi lehký plast, ale s nižšími pevnostními charakteristikami než čistý bakelit.
Aplikace
Rozsah použití bakelitu jako materiálu je velmi široký a zahrnuje zcela nesouvisející oblasti. Je vyroben z:
- Šperky.
- Elektrické zařízení.
- Kuchyňské náčiní.
- Stolní hry.
- Překližka odolná proti vlhkosti.
- Brusné nástroje.
- Části zbraní atd.
Bakelit se používá k výrobě šperků, které jsou poměrně drahé. Ukazuje se, že je velmi lehký, což je jeden z hlavních důvodů použití tohoto plastu. Vyrábějí se z něj náušnice, brože, korálky, náramky, prsteny. Velmi oblíbená je imitace jantaru vyrobená z bakelitu.
Nevytvrzený plast se používá jako pojivo při výrobě textolitu a sklolaminátu. Po tepelném lisování jím impregnovaných vrstev tkaniny se získají husté desky, které lze použít jako desky plošných spojů. Jsou lehké, odolné, odolné vůči kolísání vlhkosti a tepla.
Materiál není potravinářský plast, ale vyrábí se z něj madla na pánve a další náčiní za předpokladu, že nepřijdou do styku s potravinami. Díky vysoké teplotní odolnosti a nízké tepelné vodivosti takové podložky zabraňují popálení rukou.
Vzhledem k tvrdosti a hladkosti materiálu z něj lze vyrábět různé doplňky. Příkladem jeho uplatnění jsou šachové figurky, dáma a další deskové hry v dražším cenovém segmentu. Staré šachy jsou téměř všechny vyrobeny z bakelitu. Díky tvrdosti plastu si takové figurky velmi dobře zachovávají lesk a prakticky se neodírají.
Bakelitové tekuté pojivo se používá k výrobě překližky odolné proti vlhkosti. Po tepelném zpracování spolehlivě slepí listy dýhy k sobě. Díky tomu nemohou vyschnout ani se odlaminovat kvůli nadměrné vlhkosti. Překližka s takovým pojivem není tak běžná, ale liší se od jiných odrůd odolných proti vlhkosti ve větší spolehlivosti a životnosti.
S příchodem nových tepelně odolných typů plastů ustoupilo použití bakelitu v mnoha oblastech do pozadí. Stále se však používá jako pojivo při výrobě brusiva. Například tekutý bakelit se používá k lepení abrazivních oblázků na tkaninu nebo papírový podklad při výrobě brusného papíru.
Bakelit se používá k výrobě obložení střelných zbraní a zbraní s čepelí. V první řadě jsou to díly na kliky. Vyrábějí se z něj i staré rotační telefony a mnoho dalšího vybavení, například nábytkové kování, hudební nástroje, díly letadel a raket.
Je bakelit škodlivý?
Dlouho se věřilo, že tento plast je zdraví škodlivý. To bylo vysvětleno tím, že zaměstnanci podniků, které je vyrábějí, měli specifické nemoci z povolání. Především se to týká výskytu kožních onemocnění. To vše bylo důsledkem vdechování fenolových výparů. Ve skutečnosti je hotový bakelitový výrobek po vytvrzení zcela bezpečný. Již nevypouští škodlivé výpary. Výrobky vyrobené z tohoto plastu lze proto použít téměř v jakémkoli oboru, dokonce i na nošení šperků z něj vyrobených, aniž by bylo nutné je roky sundávat.
Související témata:
V roce 1863 se Leo Baekeland narodil v belgickém městě Gent. Chlapec vyrostl jako chemik a přestěhoval se do New Yorku. Vědci bylo souzeno vynalézt fotografický papír. Ale jeho druhý vynález byl pojmenován po Leovi – bakelit. Například v sovětských dobách se z něj vyráběly objímky pro žárovky, telefony, koule na rukojeti řazení ve starých autech a tlačítka. Ale dnešek není o minulosti, ale o současnosti materiálu, jeho vlastnostech a oblastech použití.
Popis a funkce
Bakelit – materiál, což je první typ plastu. V podstatě se jedná o vysoce vulkanizovanou pryž. Formaldehydové pryskyřice kondenzují s fenoly v přítomnosti alkálií. Výsledná surovina má barevnou škálu od světle žluté po černou.
Bakelit jako vysoce kvalitní plast připomíná přírodní kameny
Bakelitové výrobky může připomínat slonovinu, jantar a ebonit. Bakelit snadno napodobuje texturu kamene. To, co na první pohled vypadá jako nefrit, jaspis nebo malachit, se ve skutečnosti může ukázat jako plast. Materiál není jen plast, ale odolný a nehořlavý plast. Navíc je lehký a nerozpouští se v alkoholu.
Suroviny jsou také odolné vůči žíravým chemikáliím. Vyhrát Bakelitový povlak pouze kyseliny sírové a dusičné, a pak v koncentrované formě. Plast by nebyl nazýván superpevným, kdyby nebyl odolný vůči tlaku a tření. Bakelit nemá žádné póry, a proto neabsorbuje vlhkost a neumožňuje průchod vzduchu.
přihláška
Bakelit našel uplatnění ve šperkařství. Sama Coco Chanel nabízela svým klientům šperky vyrobené z nerozpustného plastu. Designéry zaujala neomezená barevná škála materiálu. Jakmile do základní směsi přidáte požadovaný pigment, získáte zelený, hnědý, červený, oranžový nebo modrý tón. Klenotníkům se líbila i lehkost surovin. Koupit to bylo stejně snadné jako nosit.
Náušnice netahaly za uši, korálky netlačily na krk. Brože, náramky a prsteny se dodnes vyrábějí z plastu. Chanel nebyl jediným propagátorem materiálu mezi lidmi z vysoké společnosti. Bakelit miloval i Andy Warhol. Pera, figurky, brože – kolekce návrháře obsahovala stovky předmětů vyrobených z nehořlavého plastu. Byly, protože v roce 1988 byl na aukci Sotheby’s výběr mistra prodán neznámému kupci za miliony dolarů.
Bakelitovým šperkům se věnuje dokonce i kniha. Bakelitovou knihu šperků napsala Corinne Davidov. Pravda, v 21. století tekutý bakelit, nebo těžké je problematické získat. Přesněji řečeno, je problematické získat původní materiál. Vzorec byl změněn. Byly z něj odstraněny některé formaldehydy a toxické látky. Leo Baekeland vydal první várku již v roce 1909.
Poškození některých složek směsi pak nebylo prokázáno. Někteří moderní řemeslníci však stojí před úkolem vytvořit produkty, které lze vydávat za ročník. Proto se používají stará rádia, telefony a stejná stínidla. Zde se dostáváme k druhé oblasti použití prvního plastu, průmyslového.
Bakelit nachází své uplatnění jak v domácnosti, tak ve šperkařské sféře
Mnoho lidí má na svých farmách bakelitová pánev, přesněji řečeno s rukojetí z ní. V takových nádobách dokonce pečou jídlo v troubě. Je pravda, že při dlouhodobém vystavení vysokým teplotám může materiál zuhelnat, ale neroztaví se a nezmění tvar. V domácnostech Rusů najdete také deskové hry, jejichž figurky jsou vyrobeny z ohnivzdorného plastu – šachy, domino a dáma.
V automobilovém průmyslu cena bakelitu zachovány díky použití plastu v brzdových mechanismech. Materiál se používá také na části leteckých dopravních a vodních plavidel. Bakelit se hodí i do dieselových lokomotiv a dalšího železničního vybavení. Bakelit se často nachází v blízkosti korozivzdorné oceli.
В vlastnosti bakelitu Zahrnuje vynikající tepelnou vodivost. Z plastu se proto stala stínidla, vypínače, zástrčky a zásuvky. Tekutý bakelit Snaží se ji koupit jako pojivovou složku pro výrobu brusných produktů. Plast drží díly pohromadě, lisované za tepla i za studena.
Materiál například lepí listy loupané březové dýhy. Takto získáte bakelitovou překližku. Používá se zejména v oblastech s nepříznivými povětrnostními podmínkami, protože plechy jsou odolné vůči změnám teplot a zároveň jsou cenově dostupné.
O nebezpečí bakelitu
Nad první zvěsti, že Bakelit je škodlivý hudebníci a milovníci umění se zasmáli. Plast se totiž používal na klavírní klávesy a další nástroje a také na gramofonové desky. Umělci nemohli uvěřit, že předměty potěšení jsou jedovaté pro uši a duši a nadále kupovali bakelit. Vědci se stále přou, zda je škodlivý.
Během výrobního procesu se uvolňují páry formaldehydu. Pracovníci továrny pociťují kožní ekzémy a podráždění. Hotový materiál však již „nevypouští“ toxické látky do vnějšího prostředí. Proto je nošení bakelitových šperků a mačkání na bakelitové brzdy zdraví bezpečné.
Nyní byly vytvořeny desítky moderních analogů bakelitu. Ale je zajímavé, že během výzkumu Lea Baekelanda existovaly analogy. Ve stejné době jako belgický chemik působil v Rusku jistý Tarasov. Vytvořil karbolit. Stejný název dostal závod v moskevské oblasti, který byl otevřen pro výrobu nového materiálu v roce 1915. Je pravda, že úhel dielektrické ztráty domácích surovin během ohřevu byl větší než u bakelitu. Jinak jsou americké a ruské plasty téměř „dvojčata“.