Karbon teknikal, ang resibo nito

Ang teknikal na carbon (GOST 7885-86) ay isang uri ng pang-industriyang mga produktong pang-carbon, na ginagamit pangunahin sa produksyon ng goma bilang isang tagapuno, na nagpapabuti sa mga kapaki-pakinabang na katangian ng pagganap nito. Di tulad ng kouk at pitch, binubuo ito ng halos isang carbon, katulad sa hitsura ng uling.

Saklaw ng aplikasyon

Humigit-kumulang 70% ng ginawa na itim na carbon ay ginagamit para sa mga gulong, 20% para sa mga goma. Gayundin, hinahanap ng teknikal na carbon ang application sa pintura at barnis industriya at produksyon ng mga inks sa pag-print, kung saan ito ay gumaganap ang papel na ginagampanan ng itim pigment.

Ang isa pang lugar ng application ay ang produksyon ng mga plastic at cable sheaths. Dito, idinagdag ang produkto bilang isang tagapuno at nagbibigay ng mga espesyal na katangian ng produkto. Sa maliit na volume, ang carbon black ay ginagamit din sa ibang mga industriya.

Tampok

Ang teknikal na carbon ay isang produkto ng isang proseso na nagsasama ng mga pinakabagong teknolohiya ng teknolohiya at mga pamamaraan sa pagkontrol. Dahil sa kadalisayan nito at isang mahigpit na tinukoy na hanay ng mga pisikal at kemikal na katangian, wala itong kinalaman sa uling, na nabuo bilang isang kontaminadong produkto mula sa pagkasunog ng langis ng karbon at gasolina, o sa operasyon ng mga unregulated na internal combustion engine. Ayon sa pangkalahatang tinatanggap na internasyonal na pag-uuri ng carbon black ay itinalagang Carbon Black (black carbon sa Ingles), uling sa Ingles - uling. Iyon ay, ang mga konsepto na ito sa kasalukuyan, ay walang anuman ang halo-halong.

Ang epekto ng reinforcement dahil sa pagpuno ng mga rubbers na may carbon black ay walang kabuluhan para sa pag-unlad ng industriya ng goma kaysa sa pagtuklas ng bulkanisasyon ng goma sa pamamagitan ng asupre. Sa goma compounds, carbon mula sa isang malaking bilang ng mga sangkap na ginagamit ng mga ranggo ng timbang ikalawang pagkatapos ng goma. Ang impluwensiya ng mga tagapagpahiwatig ng husay ng carbon black sa mga katangian ng mga produktong goma ay mas malaki kaysa sa kalidad ng pangunahing sangkap - goma.

Pagpapalakas ng mga katangian

Ang pagpapaganda ng pisikal na katangian ng materyal sa pamamagitan ng pagpapasok ng tagapuno ay tinatawag na pampalakas, at ang mga naturang filler ay tinatawag na amplifiers (carbon black, precipitated silica). Kabilang sa lahat ng amplifiers, ang carbon ay may natatanging teknikal na katangian. Kahit na bago ang vulcanization, binds ito sa goma, at ang halo na ito ay hindi maaaring ganap na nahahati sa carbon black at goma gamit ang solvents.

Lakas ng mga rubber na nakuha batay sa pinakamahalagang elastomer:

Ang talahanayan ay nagpapakita ng mga katangian ng mga vulcanizates na nakuha mula sa iba't ibang uri ng goma na walang pagpuno at puno ng carbon black. Mula sa ibinigay na datos, makikita natin kung paano nakakaapekto ang nilalaman ng carbon nang malaki ang lakas ng ruwer. Sa pamamagitan ng paraan, ang iba pang dispersed powders na ginagamit sa mga goma mixtures upang magbigay ng nais na kulay o mas mura halo - tisa, kaolin, talc, bakal oksido at iba pa ay hindi nagtataglay reinforcing mga katangian.

Istraktura

Ang mga likas na likas na carbon ay mga diamante at grapayt. Mayroon silang mala-kristal na istraktura, na malaki ang pagkakaiba sa isa't isa. Ang X -ray method ng pagdidiprakt ay nagtatatag ng pagkakatulad sa istraktura ng natural na grapayt at ang artipisyal na carbon black material. Ang carbon atoms sa grapayt ay bumubuo ng mga malalaking patong ng condensed aromatic ring-shaped system, na may interatomic distance na 0.142 nm. Ang mga graphite layer na ito ng condensed aromatic systems ay karaniwang tinutukoy bilang basal na eroplano. Ang distansya sa pagitan ng mga eroplano ay mahigpit na tinutukoy at 0.335 nm. Ang lahat ng mga layer ay magkapareho sa bawat isa. Ang density ng grapayt ay 2.26 g / cm ³ .

Hindi tulad ng grapayt, na may tatlong-dimensional na pagkakasunud-sunod, ang teknikal na carbon ay nailalarawan sa pamamagitan lamang ng dalawang-dimensional na order. Ito ay binubuo ng mga mahusay na binuo na mga eroplano ng grapayt, na matatagpuan halos magkapareho sa bawat isa, ngunit napapalitan na may paggalang sa mga katabing mga layer - samakatuwid, ang mga eroplano ay nagkataong nakatuon sa paggalang sa normal.

Sa makasagisag na paraan, ang istraktura ng grapayt ay inihambing sa isang maayos na nakatiklop na kubyerta ng mga baraha, at ang istraktura ng carbon black na may isang deck ng mga baraha kung saan ang mga kard ay nagbago. Sa loob nito, ang espasyo ng interplanar ay mas malaki kaysa sa grapayt at 0.350-0.365 nm. Samakatuwid, ang density ng carbon black ay mas mababa kaysa sa density ng grapayt at nasa loob ng hanay na 1.76-1.9 g / cm ³ , depende sa tatak (madalas na 1.8 g / cm ³ ).

Paglamig

Ang mga pigment (staining) na grado ng teknikal na carbon ay ginagamit sa paggawa ng mga inks sa pagpi-print, coatings, plastik, fibers, papel at materyales sa gusali. Sila ay inuri sa:

• High-coloring carbon black (HC);
• Katamtamang kulay (MS);
• Normal na pangulay (RC);
• Mababang kulay (LC).

Ang ikatlong titik ay nagpapahiwatig ng paraan ng pagkuha - pugon (F) o channel (C). Halimbawa ng pagtatalaga: Ang HCF ay isang mataas na kulay na uling na pugon (Hiqh Color Furnace).

Ang kulay ng produkto ay may kaugnayan sa laki ng mga particle nito. Depende sa kanilang laki, ang teknikal na carbon ay nahahati sa mga grupo:

Pag-uuri

Ang teknikal na carbon para sa mga rubbers sa pamamagitan ng antas ng reinforcing effect ay nahahati sa:

• Lubos na nagpapatibay (tread, hard). Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng mas mataas na lakas at paglaban sa pagkagalos. Ang laki ng maliit na butil ay mababaw (18-30 nm). Inilapat sa mga sinturon ng conveyor, mga tagapagtanggol ng gulong.
• Half-reinforced (frame, soft). Ang laki ng tinga ay daluyan (40-60 nm). Ginagamit ang mga ito sa iba't ibang mga produkto ng goma, mga carcass na gulong.
• Mababang-pagpapalakas. Ang laki ng maliit na butil ay malaki (mahigit sa 60 nm). Sa industriya ng gulong ay ginagamit sa isang limitadong paraan. Nagbibigay ng kinakailangang lakas habang pinanatili ang mataas na pagkalastiko sa mga produktong goma.

Ang kumpletong pag-uuri ng carbon black ay ibinibigay sa ASTM D1765-03, na pinagtibay ng lahat ng mga tagagawa ng mundo ng produkto at ng mga mamimili nito. Sa loob nito, ang pag-uuri, sa partikular, ay isinasagawa sa hanay ng mga tiyak na lugar sa ibabaw ng mga particle:

Carbon black production

Mayroong tatlong mga teknolohiya para sa produksyon ng pang-industriya carbon black, na gumagamit ng isang cycle ng hindi kumpleto pagkasunog ng mga hydrocarbons:

• Furnace;
• Channel;
• Tube lamp;
• Plasma.

Mayroon ding isang thermal na paraan, kung saan ang agnas ng acetylene o natural na gas ay tumatagal ng lugar sa mataas na temperatura.

Maraming mga tatak, na nakuha dahil sa iba't ibang mga teknolohiya, ay may iba't ibang mga katangian.

Paggawa ng teknolohiya

Ang teoretikal, posible na makakuha ng carbon black sa lahat ng mga pamamaraan sa itaas, gayunpaman, higit sa 96% ng ginawa na produkto ay ginawa ng paraan ng pugon mula sa mga likidong raw na materyales. Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan upang makuha ang iba't ibang mga tatak ng carbon black na may isang tiyak na hanay ng mga katangian. Halimbawa, sa planta ng Omsk ng carbon black, ang teknolohiya na ito ay gumagawa ng higit sa 20 mga tatak ng carbon black.

Ang pangkalahatang teknolohiya ay ang mga sumusunod. Ang reaktor, na may linya na may mataas na matigas na materyales, ay ibinibigay sa natural na gas at hangin na pinainit sa 800 ° C. Sa pamamagitan ng pagsunog ng natural na gas, ang mga produkto ng kumpletong pagkasunog na may temperatura ng 1820-1900 ° C ay nabuo, na naglalaman ng isang tiyak na halaga ng libreng oxygen. Sa mataas na temperatura na mga produkto ng pagkasunog, ang isang likidong haydrokarbon feedstock ay injected, pre-maingat na halo at pinainit sa 200-300 ° C. Ang Pyrolysis ng mga hilaw na materyales ay nangyayari sa isang mahigpit na kinokontrol na temperatura, na depende sa tatak ng ginawa na itim na carbon, ay may iba't ibang mga halaga mula 1400 hanggang 1750 ° C.

Sa isang tiyak na distansya mula sa feed point, ang reaksyon ng thermal oksidasyon ay tumigil sa pamamagitan ng iniksyon ng tubig. Ang mga nagresultang teknikal na pyrolysis carbon at reaksyon gases ay fed sa pampainit ng hangin kung saan ibinibigay nila ang ilan sa kanilang init sa hangin na ginagamit sa proseso, habang ang temperatura ng halo ng carbon-gas ay bumababa mula sa 950-1000 ° C hanggang 500-600 ° C.

Pagkatapos ng paglamig sa 260-280 ° C dahil sa karagdagang iniksyon ng tubig, ang pinaghalong teknikal na carbon at gas ay ipinapadala sa bag filter, kung saan ang teknikal na carbon ay nahiwalay mula sa mga gas at pumasok sa tipaklong ng filter. Nakatuon ang carbon black mula sa bunker ng filter ay piped sa pamamagitan ng pipeline ng paghahatid ng gas sa pamamagitan ng isang tagahanga (turbo-blower) sa granulation unit.

Tagagawa ng carbon black

Ang mundo na produksyon ng carbon black ay higit sa 10 milyong tonelada. Ang nasabing isang mahusay na pangangailangan para sa isang produkto ay dahil, una sa lahat, sa kanyang natatanging reinforcing mga katangian. Ang mga lokomotibo ng industriya ay:

• Aditya Birla Group (Indya) - tungkol sa 15% ng merkado.
• Cabot Corporation (USA) - 14% ng merkado.
• Orion Engineered Carbons (Luxembourg) - 9%.

Ang pinakamalaking Ruso carbon producer:

• OOO Omsktehuglerod - 40% ng merkado ng Rusya. Mga halaman sa Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OJSC Yaroslavl Technical Carbon - 32%.
• OAO Nizhnekamsktehuglerod - 17%.