Carbonio tecnico, la sua preparazione

Nerofumo (GOST 7885-86) – tipo carbonio prodotti industriali, utilizzati soprattutto nella gomma come riempitivo, rinforzante sue proprietà benefiche prestazioni. A differenza di coke e pece è quasi un nero di carbonio in assomiglia aspetto.

ambito di applicazione

Circa il 70% del nerofumo prodotto viene utilizzato per la fabbricazione di pneumatici, 20% – per la fabbricazione di prodotti in gomma. Inoltre, Carbonio tecnico è utilizzato nella produzione di vernici e inchiostri producono, dove ricopre il ruolo di un pigmento nero.

Un altro campo di applicazione – la produzione di materie plastiche e la guaina del cavo. Qui il prodotto viene aggiunto come riempitivo e rendendo i prodotti di proprietà speciali. In scala ridotta nerofumo è utilizzato in altri settori.

caratteristica

Nerofumo – prodotto processo che comprende più recenti tecnologie di ingegneria e metodi di controllo. Grazie alla sua purezza e un insieme ristretto di proprietà fisiche e chimiche, non ha nulla a che fare con fuliggine formata come sottoprodotto contaminati da carbone e olio combustibile, o le regolamentata motori a combustione. Secondo generalmente accettato classificazione internazionale di nerofumo designato Carbon Black (nero di carbonio nella traduzione dall'inglese), nerofumo in inglese – fuliggine. Cioè, questi concetti sono attualmente in alcun modo confuso.

effetto di amplificazione a causa di nerofumo gomma riempiti aveva non meno importante l'apertura di zolfo condizioni di vulcanizzazione della gomma per lo sviluppo dell'industria della gomma. Il composizioni di gomma carbonio di un gran numero di ingredienti in peso secondo posto gomma. L'effetto delle proprietà qualitative di nero di carbonio dei prodotti di gomma considerevolmente maggiore di ingrediente primario qualitativo – di gomma.

proprietà rinforzanti

Migliorate proprietà fisiche di un materiale introducendo un riempitivo chiamato rinforzo (rinforzo), e tali amplificatori sono dette cariche (nerofumo, silice precipitata). Tra tutti gli amplificatori veramente caratteristiche uniche di carbonio tecnico. Anche prima della polimerizzazione si lega con la gomma, e la miscela non può essere completamente separato in nerofumo e gomma con solventi.

Forza gomma, derivato dai principali elastomeri:

La tabella mostra le proprietà dei vulcanizzati ottenuti dai diversi tipi di gomma non riempito e riempiti di nerofumo. Da questi dati si può notare come il contenuto di carbonio influisce notevolmente sulla resistenza a trazione componente di gomma. A proposito, altre polveri particolato utilizzati nelle miscele di gomma per impartire il colore desiderato o una miscela di cheapening – gesso, caolino, talco, ossido di ferro e altri non hanno proprietà rinforzanti.

struttura

Pure naturale del carbonio – questo diamante e la grafite. Hanno struttura cristallina significativamente differenti tra loro. Diffrazione a raggi somiglianze stabilito nella struttura della grafite naturale e il materiale artificiale è nerofumo. atomi di carbonio in forma di grafite strati anulari grande fusi sistemi aromatici, con una spaziatura interatomica 0.142 nm. Questi fogli grafitici condensati sistemi aromatici sono detti piani basali. La distanza tra i piani è strettamente definita ed è 0,335 nm. Tutti gli strati sono disposti relativamente parallele tra loro. densità grafite è 2.26 g / cm ^3.

A differenza di grafite avente un ordinamento tridimensionale, nerofumo è caratterizzato da regolarità solo bidimensionale. È costituita da piani di grafite ben sviluppati, disposte circa parallelamente tra loro, ma sfalsata rispetto a strati adiacenti – cioè orientati in modo casuale in un piano normale relazione.

struttura della grafite forma rispetto al ponte ordinatamente in pila di carte, e la struttura nerofumo con un mazzo di carte in cui vengono spostati carte. Si interplanare spaziatura maggiore di quella della grafite e 0,350-0,365 nm. Pertanto, la densità di nero di carbonio inferiore a quella della grafite ed è a 1,76-1,9 g / cm ^3, a seconda del grado (solitamente 1,8 g / cm ^3).

colorazione

I neri pigmento (colorante) di carbonio utilizzati nella fabbricazione di inchiostri da stampa, vernici, materie plastiche, fibre, carta e materiali da costruzione. Essi sono classificati come segue:

• nerofumo vysokookrashivayuschy (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

La terza lettera indica un procedimento per produrre – un forno (F) o il canale (C). designazioni ESEMPIO: HCF – vysokookrashivayuschy nero fornace di carbonio (Hiqh colori Fornace).

abilità colorazione prodotto è correlata alla dimensione delle sue particelle. A seconda della loro dimensione di carbonio tecnico suddiviso in gruppi:

classificazione

nerofumo per gomma effetto del grado di rinforzo è diviso in:

• Vysokousilivayuschy (battistrada, solido). Disponibile una maggiore robustezza e resistenza all'abrasione. La dimensione delle particelle è piccola (18-30 nm). Utilizzato in nastri trasportatori, battistrada per pneumatici.
• Poluusilivayuschy (wireframe, morbido). granulometria media (40-60 nm). Utilizzato in diversi prodotti di gomma industriali, carcasse di pneumatici.
• Nizkousilivayuschy. La dimensione delle particelle è grande (più di 60 nm). L'industria dei pneumatici utilizza è limitato. Esso fornisce la forza necessaria, pur mantenendo una elevata elasticità nei prodotti in gomma.

Una classificazione completa di nero di carbonio sono indicati nella norma ASTM D1765-03, adottato da tutti i produttori mondiali del prodotto e dei suoi consumatori. Classificazione essa, in particolare, è condotta sulla gamma di superficie specifica delle particelle:

Fabbricazione di carbonio

Ci sono tre tecnologie di nerofumo industriale, che viene utilizzato in un ciclo di combustione incompleta di idrocarburi:

• forno;
• canale;
• tubo;
• plasma.

V'è anche un metodo termico in cui la decomposizione di gas naturale o acetilene ad alte temperature.

Numerosi punti ottenuti da una varietà di tecnologie hanno diverse caratteristiche.

tecnologia di produzione

Teoricamente possibile avere nerofumo tutti i metodi di cui sopra, tuttavia, più del 96% del prodotto fabbricato viene preparato mediante un metodo fornace di alimentazione di liquido. Il metodo permette di ottenere una varietà di marche di nerofumo con un insieme specifico di proprietà. Ad esempio, per il carbonio nero impianto di Omsk con questa tecnologia è fatta più di 20 segni neri di carbonio.

tecnologia generale è. I materiali vysokoogneupornymi reattore allineati forniti gas naturale e riscaldata a 800 ° C all'aria. Dalla combustione di gas naturale prodotta prodotti di combustione completa aventi temperatura di 1820-1900 ° C, contenente una certa quantità di ossigeno libero. Nei prodotti ad alta temperatura di combustione completa del materiale di alimentazione idrocarburico liquido viene iniettato, accuratamente premiscelati e riscaldati a 200-300 ° C. Pirolisi della carica avviene a temperatura controllata, per cui, a seconda della marca del nero di carbonio prodotto ha valori diversi 1400-1750 ° C.

Ad una certa distanza dallo spazio alimentazione termoossidativa reazione viene terminata mediante iniezione di acqua. Formati mediante pirolisi del nerofumo e gas di reazione entrano il radiatore, in cui rinunciano parte del suo calore per l'aria utilizzata nel processo, la temperatura della miscela di uglerodogazovoy scende da 950-1000 ° C a 500-600 ° C.

Dopo raffreddamento a 260-280 ° C mediante iniezione addizionale di acqua la miscela di nerofumo e gas viene inviato al filtro a maniche, dove nerofumo viene separato dal gas ed entra nella tramoggia del filtro. Il nerofumo separato dal filtro tramoggia per condotto di trasporto del gas è alimentato ventilatore (soffianti) in un'unità di granulazione.

Produttori di nerofumo

La produzione mondiale di nero di carbonio è più di 10 milioni di tonnellate. Tale grande richiesta per il prodotto è dovuto principalmente alle sue proprietà rinforzanti uniche. industrie locomotive sono:

• Aditya Birla Group (India) – circa il 15% del mercato.
• Cabot Corporation (USA) – 14% del mercato.
• Orion Engineered Carboni (Lussemburgo) – 9%.

I maggiori produttori di carbone russo:

• Ltd. "Omsktehuglerod" – il 40% del mercato russo. Piante in Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Carbonio tecnico Yaroslavl" – 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" – 17%.