אבוניט

אֶבּוֹנִיט (Ebonite) הוא שם מותג לחומר שחור, קשה וצפוף, שביר, אך נוח לעיבוד הידוע באופן כללי בשם גומי קשיח, ומתקבל באמצעות גיפור גומי טבעי לתקופות ממושכות. אבוניט עשוי להכיל בין 25% ל-80% גופרית ושמן פשתן. שמו בא מהשימוש המיועד שלו כתחליף מלאכותי לעץ הובנה (באנגלית ebony). החומר נקרא גם ווּלקַניט (Vulcanite), אם כי שם זה מתייחס רשמית למינרל .

נלסון גודייר, אחיו של צ'ארלס גודייר ערך ניסויים בכימיה של תרכובות אבוניט. בשנת 1851 הוא השתמש בתחמוצת האבץ (ZnO) כחומר מילוי. איש העסקים והמהנדס האנגלי יו סילבר (Hugh Silver) נתן לחומר את שמו.

תכונות
שמאל|ממוזער|250px|הצגה סכמתית של שני גדילים (כחול וירוק) של גומי טבעי לאחר גיפור עם גופרית
אחוזי הגופרית והטמפרטורות המיושמות ומשך הזמן במהלך הגיפור הם המשתנים העיקריים הקובעים את התכונות הטכניות של  ה הגומי הקשיח. התגובה המתרחשת היא בעצם הוספת גופרית בקשרים הכפולים, שיוצרת מבנים טבעתיים תוך מולקולריים, כך שחלק גדול מהגופרית מקושר בצורה הדוקה בצורה של תוספת תוך מולקולרית. כתוצאה מתכולת גופרית מקסימלית של עד 40%, ניתן להשתמש בו כדי להתנגד להתנפחות ולמזער אובדן דיאלקטרי. התכונות המכניות החזקות ביותר ועמידות החום הגבוהה ביותר מתקבלות עם תכולת גופרית בסביבות 35% ואילו חוזק הפגיעה הגבוה ביותר ניתן להשיג עם תכולת גופרית נמוכה יותר של 30%.

הקשיחות של גומי קשיח בטמפרטורת החדר מיוחסת לקשרי ואן דר ואלס בין אטומי הגופרית התוך מולקולריים. העלאת הטמפרטורה מגבירה בהדרגה את התנודות המולקולריות שמתגברות על כוחות ואן דר ואלס והופכות אותה לאלסטית. לגומי קשיח יש צפיפות תלויה בתערובת התכולה סביב 1.1 עד 1.2. כאשר הוא מחומם מחדש הגומי הקשיח מציג אפקט של יכולת לחזור לצורתו המקורית לאחר עיוות, וניתן לעצב אותו מחדש בקלות למדי בגבולות מסוימים. בהתאם לאחוז הגופרית לגומי קשיח יש טמפרטורת מעבר תרמופלסטית או ריכוך של 70 עד 80 מעלות צלזיוס.
החומר טוב לבידוד, אבל שביר, מה שמייצר בעיות בשימוש בו כמעטפת של מצבר למשל, בו שלמות המארז חיונית למניעת דליפה של חומצה גופרתית. כיום הוא הוחלף בדרך כלל בפוליפרופילן.

קורוזיה
בהשפעת החלק האולטרה סגול של אור יום הגומי הקשיח מתחמצן וחשיפה ללחות קושרת מים עם גופרית חופשית על פני השטח ויוצרת סולפטים וחומצה גופרתית על פני השטח שהם מאוד היגרוסקופיים. הסולפטים מעבים מים מהאוויר, ויוצרים סרט הידרופילי עם מאפייני הרטבה נוחים על פני השטח. תהליכי הזדקנות אלו יהפכו בהדרגה את צבע המשטח לירוק אפרפר עד חום ויגרמו להידרדרות מהירה של התנגדות המשטח החשמלי. האבוניט פגיע גם לאוזון ולשמנים.

זיהום
זיהום של האבוניט היה בעייתי כאשר הוא שימש לאלקטרוניקה. האבוניט היה מגולגל בין יריעות נייר כסף, שכאשר קולפו, הותירו אחריהם עקבות של מתכת. לשימוש אלקטרוני המשטח נטחן כדי להסיר חלקיקי מתכת.

יישומים
שמאל|ממוזער|250px|עט נובע אבוניט שחור עם אדוות בירוק שיוצרת ב-2014 ועט נובע אבוניט שחור שיוצר ב-2017
גומי קשיח שימש בכדורי באולינג של תחילת המאה ה-20; עם זאת, הוא הוסר בהדרגה לטובת חומרים אחרים (השם Ebonite נשאר כשם מסחרי של אחד מהיצרנים הגדולים של כדורי באולינג). הוא שימש בתקעים חשמליים, פיות מקטרות טבק (בתחרות עם זכוכית אקרילית), כדורי הוקי קרח, גופי עט נובע והצינורית שמזינה את ציפורן העט נובע ופיות של סקסופון וקלרינט. גומי קשיח משמש לעיתים קרובות כחומר לגלגלים כמו אלו שבכיסאות משרדיים ובעגלות קניות. החומר גם נפוץ בשימוש בכיתות ללימוד פיזיקה כדי להדגים חשמל סטטי.

גומי קשיח שימש כמארז של מצברים לרכב במשך שנים, ובכך קבע את הצבע השחור כצבעם המסורתי גם הרבה זמן אחרי שהוחלף בפלסטיק מודרני חזק יותר כמו פוליפרופילן. הוא שימש במשך עשרות שנים במסרקים לשיער מתוצרת אייס (Ace), כיום חלק מחברת , אם כי ידוע כי הדגמים הנוכחיים מיוצרים אך ורק מפלסטיק.

אבוניט משמש כרפידה אנטי קורוזיבית לכלים שונים (בעיקר לאחסון) המכילים חומצת מימן כלורי מדוללת. הוא יוצר בועות בעת אחסון חומצה הידרופלואורית.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

קטגוריה:חומרי גלם