কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়া অবস্থার অধীনে গ্যাস পর্যায়ে হাইড্রোকার্বনের অসম্পূর্ণ জ্বলন বা পাইরোলাইসিস দ্বারা গঠিত একটি কালো গুঁড়া পদার্থ। এর গঠন প্রধানত মৌলিক কার্বন এবং এতে অল্প পরিমাণে অক্সিজেন, হাইড্রোজেন এবং সালফার থাকে। কার্বন কালো কণাগুলি প্রায় গোলাকার, 10 থেকে 500μm এর মধ্যে। অনেক কণা ত্রি-মাত্রিক বন্ধনযুক্ত ডেনড্রাইটিক বা তন্তুযুক্ত সমষ্টিতে মিশ্রিত বা একত্রিত হয়। রাবার প্রক্রিয়াকরণে, এটি মিশ্রনের মাধ্যমে একটি শক্তিশালী এজেন্ট এবং ফিলার হিসাবে রাবারে যোগ করা হয়। কার্বন ব্ল্যাক প্রাচীনতম শিল্প পণ্যগুলির মধ্যে একটি।
কার্বন ব্ল্যাকের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
বিভিন্ন কার্বন ব্ল্যাকগুলির মধ্যে পার্থক্যগুলি মূলত পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের (বা কণা আকার), সামগ্রিক রূপবিদ্যা, কণা এবং সমষ্টির ভর বিতরণ, এবং রাসায়নিক রচনা
সারফেস এরিয়া
নামযুক্ত কার্বন কালো শনাক্ত এবং শ্রেণীবদ্ধ করতে ব্যবহৃত গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি। পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল গ্যাস বা তরল ফেজ শোষণ দ্বারা পরিমাপ করা হয়। নির্ণয়ের সবচেয়ে শাস্ত্রীয় পদ্ধতি হল নিম্ন-তাপমাত্রার নাইট্রোজেন শোষণ পদ্ধতি (অর্থাৎ, BET পদ্ধতি)। যেহেতু নাইট্রোজেন অণুগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট এবং কার্বন ব্ল্যাকের মাইক্রোপোরে প্রবেশ করতে পারে, তাই এই পদ্ধতি দ্বারা পরিমাপ করা ফলাফলগুলি কার্বন কালোর মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে চিহ্নিত করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ম্যাক্রোমোলিকিউল শোষণ পদ্ধতির গবেষণার সাফল্য (যেমন CTAB), কারণ ম্যাক্রোমোলিকুলগুলি মাইক্রোপোরাসে প্রবেশ করতে পারে না, ফলাফলগুলি কার্বন ব্ল্যাকের বাহ্যিক পৃষ্ঠের ক্ষেত্রটিকে চিহ্নিত করে, "মসৃণ" পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল। বেশিরভাগ রাবার কার্বন কালো ছিদ্রহীন, তাই BET এবং CTAB-এর ফলাফল সামঞ্জস্যপূর্ণ। কিছু পিগমেন্টেড কার্বন ব্ল্যাকের জন্য, দুটি পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল পরিমাপের মধ্যে পার্থক্য কার্বন ব্ল্যাকের রুক্ষতা বা ছিদ্রতাকে চিহ্নিত করে। আরেকটি পরিমাপ পদ্ধতি - আয়োডিন শোষণ পদ্ধতি- এছাড়াও উত্পাদন নিয়ন্ত্রণ এবং পণ্যের শ্রেণীবিভাগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যা সরলতা এবং গতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এখনও, ফলাফল কার্বন কালো পৃষ্ঠের অক্সিডেশন ডিগ্রী দ্বারা প্রভাবিত হয়.
গঠন
কার্বন কালো দ্বিতীয় গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য. কার্বন ব্ল্যাকের গঠন সমষ্টির আকার এবং আকৃতির পাশাপাশি কণার সংখ্যা এবং প্রতিটি সমষ্টির গড় ভরের উপর নির্ভর করে। এই সমস্ত বৈশিষ্ট্য সমষ্টির স্ট্যাকিং অবস্থা এবং পাউডারের অকার্যকর ভলিউমকে প্রভাবিত করে। সাধারণত, কার্বন ব্ল্যাকের গঠন ডিবিপি (ডিবিউটাইল ফাথালেট) তেল শোষণের মান অনুসারে প্রকাশ করা হয়। কার্বন ব্ল্যাকের DBP মান 170MPa-এর নিচে চারবার কম্প্রেশনের পর প্রথাগতভাবে কম্প্রেশন তেল শোষণ মান বা 24M4DBP মান বলা হয়। কম্প্রেশন তেল শোষণ মান সত্যই রাবারে কার্বন কালো সমষ্টির অবস্থা প্রতিফলিত করে।
কার্বন কালো শিল্প অ্যাপ্লিকেশন
এটি প্রধানত রাবারের জন্য একটি শক্তিশালীকরণ এজেন্ট এবং ফিলার হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং এর ব্যবহার রাবারের প্রায় অর্ধেক। রাবারের জন্য কার্বন কালো মোট কার্বন ব্ল্যাকের 94%, যার মধ্যে প্রায় 60% টায়ার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। এটি কালি, পেইন্ট এবং প্লাস্টিকের জন্য একটি রঙিন এজেন্ট হিসাবে এবং প্লাস্টিক পণ্যগুলির জন্য একটি UV শিল্ডিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ইলেক্ট্রোড, শুষ্ক কোষ, প্রতিরোধক, বিস্ফোরক, প্রসাধনী এবং পলিশিং ক্রিমগুলির মতো অন্যান্য অনেক পণ্যেও এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোজন।
কার্বন কালো প্রধানত রাবার পণ্য ব্যবহার করা হয়. কার্বন ব্ল্যাকের কণার আকার যত সূক্ষ্ম, এর শক্তিশালীকরণ বৈশিষ্ট্য তত বেশি; কার্বন ব্ল্যাকের স্ট্রাকচারাল ডিগ্রী যত বেশি, তার ধ্রুবক প্রসার্য চাপ এবং মডুলাস তত বেশি। সূক্ষ্ম কণা-আকারের রিইনফোর্সিং জাতগুলি প্রধানত টায়ার ট্রেডে ব্যবহৃত হয়, যা টায়ারগুলিকে চমৎকার পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা দেয়। টায়ারের অন্যান্য অংশের জন্য, যেমন সাইডওয়াল, কর্ড প্লাই, বেল্ট কুশনিং লেয়ার এবং অভ্যন্তরীণ লাইনার, ফ্লেক্স-ক্র্যাকিং, ওজোন অক্সিডেশন, ভাল স্থিতিস্থাপকতা এবং নিম্ন তাপীয় বৈশিষ্ট্য প্রতিরোধ করার জন্য রাবারের প্রয়োজন হয়, সাধারণত একটি ঘন কণার আকার ব্যবহার করা হয়। আধা-ক্ষতিপূরণমূলক প্রকার (40m2/g এর কম নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল) চুল্লি কালো।
খাঁজ কালো সঙ্গে রঙ্গক ব্যাপকভাবে কালি, আবরণ, এবং প্লাস্টিক ব্যবহার করা হয়. কালি, বিশেষ করে সংবাদের কালি, মূলত পিগমেন্ট স্লটে কালো ব্যবহার করা হয়। পেইন্ট তৈরিতে, উচ্চ রঙ্গক স্লট কালো উচ্চ-গ্রেডের স্বয়ংচালিত ফিনিশের কালোতা এবং চকচকে দেয়, যখন মাঝারি পিগমেন্ট স্লট কালো সাধারণ শিল্প আবরণে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, মাঝারি-পিগমেন্টেড চ্যানেল ব্ল্যাকগুলি সাধারণত পলিওলেফিনের জন্য অতিবেগুনী আলো রক্ষাকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং প্লাস্টিক পণ্যগুলির আবহাওয়া প্রতিরোধের উন্নতি করতে ব্যবহৃত হয়। রাবার গ্রুভ ব্ল্যাকটি মূলত টায়ারে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে অফ-রোড এবং ইঞ্জিনিয়ারিং টায়ারের ট্রেড রাবার, যা ট্রেডকে উচ্চ শক্তি এবং ভাল পরিধান প্রতিরোধের দেয়।
হট ক্র্যাক কালো প্রধানত রাবার পণ্য জন্য ব্যবহৃত হয়। মোটা কণার আকার এবং দুর্বল রিইনফোর্সিং পারফরম্যান্সের কারণে, এটি শুধুমাত্র সর্বাধিক ফিলার বৃদ্ধির অনুষ্ঠানের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন রাবার ম্যাট, পায়ের পাতার মোজাবিশেষ, স্পঞ্জ পণ্য, সিল, টায়ার লাইনার, পুঁতি রাবার, নিরোধক পণ্য ইত্যাদি তৈরিতে।