Apa itu karbon hitam? Artikel ini akan memberi Anda semua pengetahuan tentang karbon hitam

Ketika berbicara tentang karbon hitam, kebanyakan orang mungkin mengira itu hanya pigmen. Karbon hitam merupakan bahan baku industri yang penting. Karbon hitam umumnya ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Jadi, bagaimana karbon hitam berhubungan erat dengan kehidupan kita? Apa peran karbon hitam dalam industri? Apa peran karbon hitam dan apa kegunaan utamanya?

Berikut ini, editor akan membahas sepuluh poin utama tentang karbon hitam:

• Apa itu karbon hitam.
• Perkembangan historisnya.
• Pertumbuhan industri karbon hitam.
• Bagaimana karbon hitam digunakan.
• Berbagai jenis karbon hitam.
• Struktur dan fungsinya.
• Proses produksi.
• Peluang dan tantangan dalam industri.
• Pengembangan industri.
• Cara memilih karbon hitam dan bidang aplikasi utamanya.

Ini akan membantu Anda memahami karbon hitam, bahan baku industri yang penting.

Apa itu Carbon Black?

Karbon hitam adalah jenis karbon amorf. Karbon hitam adalah bubuk hitam yang ringan, longgar, dan sangat halus. Anda dapat menganggapnya mirip dengan abu dasar pot. Karbon hitam berasal dari pembakaran atau penguraian bahan-bahan kaya karbon yang tidak sempurna. Bahan-bahan ini termasuk batu bara, gas alam, minyak berat, dan bahan bakar minyak. Hal ini terjadi ketika tidak ada cukup udara.

Karbon hitam sebagian besar terdiri dari karbon. Ini adalah nanomaterial yang paling awal dikembangkan, diterapkan, dan saat ini diproduksi oleh manusia. ukuran partikel adalah antara 10-100nm. Ini memiliki penguatan karet yang sangat baik, pewarnaan, konduktivitas atau fungsi penyerapan antistatik dan ultraviolet. Ini terdaftar sebagai salah satu dari 25 produk kimia dasar dan kimia halus produk di bidang kimia internasional. Industri karbon hitam memainkan peran penting dalam industri ban dan pewarnaan. Industri ini juga meningkatkan kualitas produk sehari-hari.

Perkembangan Historis Carbon Black

Karbon hitam merupakan salah satu produk petrokimia utama pertama yang dikenal masyarakat saat ini. Pada zaman dahulu, karbon hitam disebut “tái”, “jelaga asap” atau “asap pinus”. Nama “tái” digunakan hingga akhir abad ke-19. Sejak munculnya industri karbon hitam pada tahun 1872, istilah tersebut secara bertahap digantikan dengan istilah “karbon hitam”.

Karbon hitam memiliki sejarah yang sangat panjang. Menurut catatan, Tiongkok adalah salah satu negara pertama di dunia yang memproduksi karbon hitam. Pada zaman dahulu, orang membakar minyak dari hewan dan tumbuhan, bersama dengan cabang pohon pinus. Mereka mengumpulkan abu hitam yang berasal dari asap. Abu ini kemudian digunakan untuk membuat tinta dan pigmen hitam. Prasasti tulang orakel Dinasti Shang berasal dari tiga ribu tahun yang lalu. Mereka menggunakan "jelaga asap" untuk tinta. Potongan bambu kuno di negara saya juga ditulis dengan tinta.

Jejak karbon hitam dalam sejarah Tiongkok

Selama periode Tiga Kerajaan, Cao Zhi mencatat bahwa "tinta berasal dari asap pinus hijau". Pada masa Dinasti Jin, produksi kerajinan asap pinus dan karbon hitam telah menjadi hal yang umum. Pada masa Dinasti Tang Selatan, negara saya mulai menggunakan minyak tung dan minyak hewani serta nabati lainnya. Ketika udara tidak mencukupi, minyak tidak terbakar sepenuhnya. Hal ini menyebabkan karbon hitam terbentuk dan terkumpul di bawah mangkuk asap keramik, sehingga menghasilkan karbon hitam berkualitas tinggi. Dalam "Yunlu Manchao" karya Zhao Yanwei dari Dinasti Song, disebutkan bahwa pekerja tinta baru-baru ini menggunakan bak air.

Mereka menampung air di dalamnya dan menaruh baskom dan mangkuk di tengahnya. Kemudian, mereka membakar minyak tung dan menutupinya dengan mangkuk. Orang khusus menyapu korek api, mencampurnya dengan lem sapi, dan meremasnya. Metodenya sangat cepat dan praktis, dan itu disebut asap minyak.” Ini tentang proses pembakaran minyak tung untuk membuat tinta. Dapat dilihat bahwa ada bengkel kerajinan tangan yang mengkhususkan diri dalam pembakaran asap untuk membuat tinta pada waktu itu. Pada saat itu, produktivitasnya rendah. Ini berarti produksi tinta tidak efisien, membuatnya sangat mahal. Su Dongpo menangkap ini dalam puisinya: “Memetik bara api ringan dari jendela buku, menyapu sisa aroma tenda Buddha.” “Bekerja keras selama seribu malam, saya mendapatkan batu giok satu inci ini.”

Meningkatnya industri karbon hitam

Pada tahun 1821, orang-orang menggunakan gas alam sebagai bahan baku untuk memproduksi karbon hitam pertama kali di Amerika Utara. Sejak saat itu, karbon hitam tidak lagi sesederhana "jelaga".

Pada tahun 1872, dunia menyadari produksi karbon hitam dalam skala industri, dan istilah "karbon hitam" muncul pada saat yang sama. Ladang minyak dan gas dieksploitasi satu demi satu. Pasokan bahan baku yang stabil ini mengubah produksi karbon hitam. Produksi beralih dari pekerjaan manual ke industri skala besar.

Pada tahun 1904, British Mote menemukan bahwa karbon hitam bekerja lebih baik daripada seng oksida sebagai bahan penguat karet.

Pada tahun 1912, Perusahaan Goodyear di Amerika Serikat pertama kali menggunakan karbon hitam sebagai bahan penguat ban.

Pada awal tahun 1900-an, ban kebanyakan berwarna putih atau merah. Ban bertahan sekitar 3.000 km. Kemudian, karbon hitam mengubah segalanya. Sekarang, ban dapat menempuh jarak lebih dari 60.000 km! Karbon hitam memperkuat ban, yang telah membantu produksi massalnya tumbuh pesat.

Proses spesifiknya dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut:

1. Pada awal industri karbon hitam, gas alam digunakan sebagai bahan baku. Metode produksi utama adalah proses saluran. Peralatannya besar dan hasilnya rendah.

2. Karbon hitam tungku pada tahun 1940-an, termasuk metode tungku minyak dan metode tungku gas. Metode produksi ini menggunakan lebih sedikit peralatan dan meningkatkan hasil. Namun, kualitasnya tidak setinggi karbon hitam saluran.

3. Negara saya mulai memproduksi karbon hitam di Fushun dan Sichuan selama tahun 1950-an. Kemudian, pada tahun 1960-an, kami mulai memproduksi karbon hitam tungku. Pada tahun 1985, Pabrik Karbon Hitam Tianjin mendatangkan 15.000 ton Continental Carbon Black dari Amerika Serikat. Ini terjadi pada tahun 1980-an dan 1990-an. Kemudian, Pabrik Karbon Hitam Tianjin, Pabrik Kimia Fushun, dan Institut Penelitian Karbon Hitam menerima dan meningkatkan lini produksi baru tersebut.

Penggunaan Karbon Hitam

Aplikasi dalam industri karet

Lebih dari 90% dari semua karbon hitam yang dibuat masuk ke industri karet. Karbon hitam terutama digunakan dalam berbagai jenis ban. Ini termasuk ban mobil, traktor, pesawat terbang, dan sepeda. Ban mobil biasa membutuhkan sekitar 10 kilogram karbon hitam. Sebagian besar karbon hitam yang digunakan dalam karet masuk ke produksi ban, yang jumlahnya mencapai lebih dari 75%. Sisanya untuk barang-barang karet lainnya seperti pita, selang, dan sepatu. Dalam industri karet, konsumsi karbon hitam sekitar 40-50% dari total penggunaan karet.

Mengapa karbon hitam paling banyak digunakan pada karet?

Alasan mengapa karbon hitam digunakan dalam karet dalam jumlah yang begitu besar adalah karena ia memiliki kemampuan yang disebut "penguatan" yang sangat baik. Kemampuan "penguatan" karbon hitam pertama kali ditemukan dalam karet alam pada tahun 1914. Karbon hitam kini dipastikan lebih penting untuk memperkuat karet sintetis. Manfaat utama karbon hitam dalam ban adalah kinerja keausan yang lebih baik untuk tapak. Ban dengan karbon hitam 30% dapat bertahan antara 48.000 dan 64.000 kilometer. Sebaliknya, ban yang menggunakan jumlah pengisi non-penguat yang sama hanya bertahan 4.800 kilometer. Karbon hitam yang diperkuat juga meningkatkan sifat fisik dan mekanis produk karet. Ini termasuk peningkatan kekuatan tarik dan kekuatan sobek.

Penambahan karbon hitam pada karet kristal seperti karet alam atau kloroprena dapat meningkatkan kekuatan tarik karet vulkanisasi hingga 1 hingga 1,7 kali lipat. Pada karet non-kristal, seperti stirena-butadiena atau karet nitril, kekuatannya dapat meningkat hingga 4 hingga 12 kali lipat.

Dalam industri karet, pilih jenis karbon hitam dan jumlahnya sesuai dengan tujuan penggunaan produk dan kondisi yang akan dihadapinya. Untuk tapak ban, ketahanan aus adalah prioritas utama. Anda memerlukan karbon hitam dengan penguatan tinggi. Pilihannya meliputi karbon hitam super tahan aus, super sedang tahan aus, atau karbon hitam tungku dengan ketahanan aus tinggi. Selain itu, karet tapak dan rangka harus menggunakan karbon hitam yang memiliki kehilangan histeresis rendah dan menghasilkan sedikit panas.

Aplikasi dalam industri tinta

Karbon hitam merupakan bahan baku utama tinta cetak hitam. Sebagian besar tinta modern menggunakan pigmen karbon hitam berkualitas tinggi. Tinta cetak yang terbuat dari karbon hitam berkualitas tinggi memiliki tulisan tangan yang jelas dan warna yang cerah. Tinta ini sangat memengaruhi kualitas cetak surat kabar dan majalah. Hal ini, pada gilirannya, berhubungan dengan kehidupan budaya masyarakat. Ada banyak jenis tinta modern dengan berbagai macam kegunaan. Di antaranya, karbon hitam untuk tinta berita menyumbang sekitar 70% dari semua karbon hitam untuk tinta. Tinta berita mengandung 11-13% karbon hitam. Sekitar 16 kilogram tinta berita dikonsumsi untuk setiap ton surat kabar yang dicetak.

Sifat dasar karbon hitam, seperti ukuran partikel dan luas permukaan, sangat memengaruhi cara kerja dan proses tinta.

Industri tinta membutuhkan karbon hitam untuk memenuhi beberapa persyaratan utama:

• Kegelapan
• Warna
• Ketidakstabilan
• Viskositas
• Pengeringan
• Tiksotropi

Karena tujuan penggunaan yang berbeda, berbagai tinta memiliki persyaratan yang berbeda untuk karbon hitam.

Aplikasi dalam industri pelapis

Lapisan adalah sebutan umum untuk cat. Karbon hitam menonjol karena stabilitasnya terhadap bahan kimia, cahaya, dan panas. Ini membuatnya lebih baik daripada pigmen anorganik hitam dan pewarna hitam organik lainnya. Karbon hitam digunakan dalam pelapis. Karbon hitam memiliki reaktivitas rendah, tingkat kehitaman tinggi, ketahanan cuaca baik, dan daya pewarnaan kuat. Pigmen karbon hitam bermutu tinggi sangat bagus untuk cat resin sintetis. Karbon hitam berfungsi sebagai lapisan atas untuk mobil. Anda juga dapat menggunakannya sebagai cat dekoratif untuk sepeda, mesin jahit, dan instrumen. Karbon hitam konduktif dapat berfungsi sebagai primer untuk pelapisan elektroforesis yang larut dalam air.

Aplikasi dalam industri plastik

Karbon hitam terutama digunakan sebagai pewarna dalam plastik. Plastik dengan karbon hitam tahan terhadap kerusakan akibat panas. Selain itu, ukurannya lebih sedikit berubah. Karbon hitam juga dapat meningkatkan kekakuan, kekerasan, konduktivitas listrik, konduktivitas termal, dan ketahanan terhadap korosi. Yang lebih penting, karbon hitam memiliki efek perlindungan radiasi, perlindungan UV, dan antioksidan. Jumlah karbon hitam dalam plastik umumnya 1~2,75%.

Aplikasi lainnya

Karbon hitam memiliki banyak kegunaan. Selain kegunaan utama, karbon hitam ditemukan dalam baterai kering dan produk karbon listrik. Karbon hitam juga berperan dalam komponen listrik dan elektronik. Anda akan menemukannya dalam logam paduan keras, grafit dengan kemurnian tinggi, serta pencetakan dan pewarnaan. Selain itu, karbon hitam digunakan dalam fotografi elektrostatik, film fotografi, dan bubuk mesiu. Karbon hitam juga terdapat dalam semen, kulit, minyak, pengecoran, pertanian, dan banyak lagi. Di sektor-sektor ini, meskipun jumlah karbon hitam yang digunakan sedikit, karbon hitam sering kali berperan besar.

Klasifikasi Karbon Hitam

Klasifikasi berdasarkan produksi

Terutama dibagi menjadi hitam lampu, hitam gas, hitam tungku dan hitam saluran.

Klasifikasi berdasarkan penggunaan

Karbon hitam sering diklasifikasikan berdasarkan kegunaannya:

• Pigmen karbon hitam
• Karbon hitam karet
• Karbon hitam konduktif
• Karbon hitam khusus

Karbon hitam untuk pigmen diklasifikasikan secara global berdasarkan kemampuan pewarnaannya. Ada tiga jenis: karbon hitam berpigmen tinggi, karbon hitam berpigmen sedang, dan karbon hitam berpigmen rendah. Klasifikasi ini menggunakan tiga huruf Inggris. Dua huruf pertama menunjukkan seberapa baik karbon hitam dapat mewarnai. Huruf terakhir menunjukkan bagaimana karbon hitam dibuat.

Klasifikasi berdasarkan fungsi

Ini terutama dibagi menjadi karbon hitam penguat, karbon hitam pewarna, karbon hitam konduktif, dll.

Klasifikasi berdasarkan model

Terutama dibagi menjadi N220, N330, N550, N660, N990, N110, N115, N234, N326, N339, N375, N539, N550, N880, dll.

Standar penamaan internasional untuk karbon hitam:

Karbon hitam untuk karet dulunya diklasifikasikan berdasarkan ukuran partikel. Sekarang, karbon hitam diklasifikasikan berdasarkan luas permukaan nitrogen. Selain itu, kecepatan vulkanisasi dan struktur pigmen karbon hitam penting saat penamaan. Karbon hitam memiliki 4 sistem. Huruf pertama dalam bahasa Inggris menunjukkan kecepatan vulkanisasi senyawa karet. N berarti kecepatan normal, sedangkan S berarti kecepatan lambat. 3 huruf berikutnya adalah angka Arab. Angka pertama menunjukkan kisaran luas permukaan nitrogen karbon hitam. Angka ini berkisar dari 0 hingga 9 level. Komite D24.41 dari American Society for Testing and Materials memberikan angka kedua dan ketiga. Angka-angka ini menunjukkan derajat struktural karbon hitam. Angka-angka ini mencerminkan perkiraan struktur tinggi dan rendahnya, berdasarkan beberapa derajat pilihan. Secara relatif, semakin besar angkanya, semakin tinggi strukturnya.

Menjelaskan:

Karbon hitam N330 adalah karbon hitam tahan aus yang tinggi. N330 adalah karbon hitam tahan aus yang paling banyak digunakan. Ketahanan aus produk ini sedikit lebih rendah daripada karbon hitam seri super tahan aus. Namun, lebih baik daripada karbon hitam saluran. Produk ini digunakan untuk tapak ban, karet tali, dinding samping, dan berbagai produk industri karet. Produk ini adalah karbon hitam yang memperkuat karet. Produk ini meningkatkan kekuatan tarik, ketahanan sobek, ketahanan aus, dan elastisitas. Kehilangan daya gulir ban penumpang yang menggunakan produk ini lebih besar daripada N351 dalam seri N300. Namun, lebih kecil daripada jenis lainnya. Produk ini memiliki sifat dispersi dan ekstrusi yang hebat dalam senyawa karet. Produk ini bekerja dengan baik dengan karet sintetis dan karet alam.

Struktur dan fungsi karbon hitam

Struktur karbon hitam dinyatakan dengan derajat agregat partikel karbon hitam menjadi rantai atau anggur. Karbon hitam berstruktur tinggi terbuat dari agregat. Agregat ini berbeda dalam ukuran, bentuk, dan jumlah partikel yang dikandungnya. Nilai penyerapan minyak sering digunakan untuk menunjukkan strukturnya. Nilai penyerapan minyak yang lebih tinggi berarti karbon hitam memiliki struktur yang lebih besar. Struktur ini dengan mudah membentuk saluran jaringan spasial, sehingga lebih stabil.

Pembentukan karbon hitam

Karbon hitam umumnya merujuk pada partikel karbon. Pembakaran bahan organik yang tidak sempurna biasanya menyebabkan hal ini. Dalam proses ini, hidrogen dan oksigen berubah menjadi air. Namun, karbon tidak terbakar sepenuhnya. Sebaliknya, ia terpisah dari molekul dan membentuk karbon hitam.

Bentuk yang berbeda

Karbon hitam terdiri dari karbon, tetapi biasanya diklasifikasikan sebagai pigmen anorganik. Karbon hitam adalah bubuk hitam yang terbuat dari pembakaran tidak sempurna atau perengkahan termal hidrokarbon dalam bentuk gas. Proses produksi yang berbeda menghasilkan berbagai produk dengan sifat unik berdasarkan kondisi yang digunakan.

Mikrostruktur karbon hitam

Partikel karbon hitam memiliki struktur mikrokristalin. Pada karbon hitam, susunan atom karbon mirip dengan grafit, membentuk bidang heksagonal. Biasanya 3 hingga 5 bidang tersebut membentuk mikrokristal. Atom karbon pada setiap lapisan grafit mikrokristal karbon hitam tersusun rapi. Akan tetapi, susunan antar lapisan tidak teratur. Jadi, mikrokristal ini juga dikenal sebagai kristal kuasi-grafit.

Ukuran partikel karbon hitam

Ukuran partikel pigmen karbon hitam bisa sekecil 5nm. Partikel karbon hitam biasanya tidak berdiri sendiri. Sebaliknya, banyak partikel terhubung melalui lapisan kristal karbon. Ini membentuk bentuk seperti rantai. Proses produksi yang berbeda dapat menghasilkan partikel karbon hitam dengan berbagai ukuran partikel. Produksi karbon hitam menghasilkan produk yang kasar. Sebaliknya, produksi karbon hitam menghasilkan produk yang lebih halus.

Catatan: Proses produksi karbon hitam di tungku dapat menghasilkan karbon hitam dengan hampir semua rentang ukuran partikel. Ukuran partikel dari jenis karbon hitam yang sama bervariasi. Ukuran partikel menunjukkan rentang distribusi ukuran partikel. Secara umum, jenis dengan partikel yang lebih halus memiliki distribusi ukuran partikel yang lebih sempit.

Proses produksi karbon hitam

Prinsip produksi karbon hitam umumnya mengacu pada partikel unsur karbon. Pembakaran bahan organik yang tidak sempurna mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air. Namun, karbon tidak terbakar sepenuhnya dan terpisah dari molekul, sehingga menghasilkan karbon hitam. Karbon hitam adalah bubuk hitam. Karbon hitam terbentuk ketika hidrokarbon terbakar tidak sempurna atau mengalami retak termal.

Metode produksi yang berbeda menghasilkan berbagai produk dengan sifat yang unik. Hal ini terjadi berdasarkan kondisi proses spesifik yang digunakan.

Bahan Baku Produksi Karbon Hitam

Bahan baku utama untuk pembuatan karbon hitam adalah:

• Tar batubara
• Etilen tar
• Minyak antrasena
• Gas alam
• Gas tanur sembur

Bahan lain yang digunakan termasuk produk minyak bumi, aspal, tar batubara, dan minyak N. Semua bahan ini memiliki kandungan karbon yang sangat tinggi.

Proses produksi umum adalah:

• Metode tungku
• Metode penyemprotan
• Metode asap lampu
• Metode slot
• Metode rol
• Metode gas campuran
• Metode retak termal
• Metode Asetilena
• Metode plasma

Metode pembakaran tidak sempurna adalah:

• Metode tungku
• Metode penyemprotan
• Metode asap lampu
• Metode slot
• Metode rol
• Metode gas campuran

Metode perengkahan termal meliputi:

• Metode retak termal
• Metode Asetilena
• Metode plasma

Proses Produksi Lampu Hitam

Cara tertua untuk membuat karbon hitam adalah metode lampu hitam. Dalam proses ini, bahan baku dibakar pada pelat besi pipih yang lebarnya bisa mencapai 1,5 meter. Kap pembuangan mengumpulkan gas hasil pembakaran dengan karbon hitam. Gas tersebut kemudian mengalir melalui tikungan 1/4 dan pipa api untuk mencapai alat pengendapan. Untuk mengendalikan sifat karbon hitam, pastikan bahan baku sebagian besar terbakar tidak sempurna. Hal ini harus terjadi di dekat celah antara pelat pembakaran dan kap pembuangan.

Pada tahap berikutnya, pembakaran terjadi dengan retakan termal. Hal ini terjadi saat tidak ada cukup oksigen. Hal ini menyebabkan terbentuknya partikel karbon hitam yang lebih besar. Karena alasan ini, terbentuklah berbagai macam distribusi ukuran partikel, yang utamanya dicirikan oleh partikel kasar. Hanya sebagian kecil partikel yang terbentuk di antara pelat pembakaran dan kap pembuangan yang dapat berinteraksi dengan oksigen udara. Jadi, karbon hitam ini memiliki sedikit oksida permukaan. Nilai pH-nya netral, dan mengandung sangat sedikit bahan yang mudah menguap.

Proses produksi gas hitam

Nama gas hitam berasal dari cara pembuatannya. Pertama, hidrokarbon mentah dipanaskan dan diuapkan. Kemudian, gas yang menyala sendiri membawa uap ke pembakar, yang menghasilkan energi. Karbon hitam terbentuk dalam banyak nyala api berbentuk kipas yang dihasilkan oleh pembakar berbentuk kelelawar ini.

Setiap nyala api berukuran kecil dan terbakar di udara. Jadi, cara terbentuknya karbon hitam berbeda dengan cara pembuatan karbon hitam lampu. Karbon hitam lampu berasal dari pembakaran yang tidak sempurna. Partikel karbon hitam sangat halus. Ukuran rata-ratanya berkisar antara 10 hingga 30 nm, tergantung pada jenisnya. Untuk karbon hitam gas, ukuran partikel rata-ratanya adalah 13 nm. Di atas nyala api yang menyala terdapat drum berisi air yang berputar perlahan, tempat karbon hitam diendapkan, lalu dikikis dengan cara dikikis. Saat masih panas, karbon hitam yang baru bersentuhan dengan oksigen udara. Hal ini menyebabkan oksidasi parsial dan menciptakan banyak gugus asam. Nilai pH karbon hitam gas yang sesuai berada dalam kisaran asam. Dan sekitar 6% zat volatil dapat diperoleh, yang mewakili kandungan oksida permukaannya.

Proses produksi saluran hitam

Proses produksi ini menggunakan gas alam sebagai bahan baku. Proses pembuatan saluran hitam mirip dengan proses pembakaran gas pada proses produksi gas hitam. Gas alam terbakar dengan api berbentuk kipas. Hasilnya sangat mirip dengan gas hitam. Perbedaannya adalah bahwa palung berbentuk U yang didinginkan dengan air digunakan sebagai palung pengendapan karbon hitam. Karena alasan ekologis dan ekonomis, metode ini dihentikan beberapa tahun yang lalu. Produksi gas hitam tidak membahayakan lingkungan. Proses karbon hitam berbasis gas ini masih digunakan.

Proses produksi hitam tungku

Gas hitam terbentuk di udara terbuka. Sebaliknya, karbon hitam tungku dibuat dalam tungku tertutup dengan oksigen terbatas. Nyala api besar menggantikan banyak nyala api kecil. Ia menggunakan minyak sebagai bahan bakar dan menambahkan gas yang mudah terbakar untuk memanaskan tungku ke suhu yang tepat. Anda bisa mendapatkan pigmen hitam yang diinginkan dengan menyesuaikan proses produksi karbon hitam tungku. Misalnya, karbon hitam dapat memiliki banyak ukuran partikel rata-rata. Ukurannya dapat berkisar dari 80nm hingga 15nm, dan bahkan lebih kecil seperti partikel gas hitam. Namun, untuk ukuran partikel yang sama, karbon hitam dan karbon hitam tungku masih berbeda, terutama karena perbedaan kimia permukaan. Produk karbon hitam tungku lebih kasar, dengan ukuran partikel rata-rata 40nm.

Anda dapat menambahkan sedikit senyawa alkali atau aditif lain saat menggunakan proses produksi hitam tungku. Ini mengubah jenis dan agregasi agregat. Hasilnya, Anda bisa mendapatkan karbon hitam berstruktur tinggi atau berstruktur rendah.

Karena karbon hitam diproduksi pada tekanan hampir subatmosfer dan udara yang tidak mencukupi. Sebagian besar karbon hitam tidak memiliki oksida permukaan asam, tetapi struktur piron reaktif-alkali yang disebutkan di atas ditemukan. pH alkali karbon hitam disebabkan oleh penambahan tanah alkali ke air dingin. Hal ini terjadi selama pendinginan semprot dalam produksi karbon hitam. Garam alkali juga ditambahkan untuk membantu mengurangi struktur. Selain itu, jika karbon hitam tidak mengalami perlakuan pasca-oksidasi, kandungan volatilnya rendah.

Cara memilih karbon hitam

Pilih karbon hitam dengan bijak. Sebelum membuat pilihan, pikirkan tentang tujuan Anda: Apa yang ingin Anda capai dengan karbon hitam? Pewarnaan, pewarnaan, ketahanan UV atau konduktivitas. Langkah kuncinya adalah berbicara dengan insinyur karbon hitam profesional. Bekerja sama untuk mengevaluasi sistem material. Kemudian, pilih varietas karbon hitam terbaik. Untuk pewarnaan, pilih karbon hitam yang sangat hitam dan memiliki partikel kecil. Pastikan juga terdispersi dengan baik. Jika tidak, itu tidak akan memenuhi persyaratan awal. Untuk pencocokan warna, pilih karbon hitam yang memiliki tingkat kehitaman rendah. Itu harus memiliki ukuran partikel besar dan mudah terdispersi. Untuk ketahanan UV pada plastik dan karet, gunakan karbon hitam. Pilih satu dengan ukuran partikel sedang dan struktur yang sedikit lebih tinggi. Itu menawarkan perlindungan UV yang baik.

Sifat dasar karbon hitam

Sifat-sifat karbon hitam menentukan kegunaan spesifiknya di berbagai bidang industri. Berikut ini adalah parameter kinerja utamanya:

• ① Ukuran partikel (ukuran partikel primer)
  • Ukuran partikel merupakan sifat utama karbon hitam. Sifat ini secara langsung memengaruhi kinerjanya.
  • Partikel yang lebih kecil berarti lebih banyak warna hitam dan luas permukaan yang lebih besar. Namun, hal ini dapat memperburuk dispersibilitas.
  • Makin besar ukuran partikel: makin rendah tingkat kegelapannya, tetapi makin mudah tersebar.
• ②Struktur (nilai serapan DBP) Struktur karbon hitam bergantung pada metode agregasi antar partikel. Nilai struktur yang lebih tinggi biasanya berarti bentuk partikel yang lebih kompleks:
  • Karbon hitam berstruktur tinggi: meningkatkan dispersibilitas dan konduktivitas, tetapi dapat mengurangi kehitaman;
  • Karbon hitam berstruktur rendah: menunjukkan tingkat hitam lebih tinggi, tetapi daya dispersinya lebih lemah.
• ③Luas permukaan (total luas permukaan spesifik dan luas permukaan spesifik eksternal) Luas permukaan biasanya dicirikan oleh luas permukaan spesifik adsorpsi nitrogen (NSA) dan luas permukaan spesifik eksternal (STSA):
  • NSA (total specific surface area): mencerminkan total luas permukaan karbon hitam;
  • STSA (luas permukaan spesifik eksternal): hanya mengukur luas permukaan luar partikel.
  • Seiring meningkatnya porositas, celah antara NSA dan STSA semakin lebar. Hal ini juga meningkatkan permintaan dan viskositas pembawa.
• ④Kimia permukaan Ada berbagai gugus fungsi (seperti oksida dan sulfida) pada permukaan karbon hitam, yang dapat:
  • Meningkatkan tingkat penyerapan kelembaban karbon hitam;
  • Meningkatkan kompatibilitas karbon hitam dengan resin, pelapis, dll.

Peralatan penghancur karbon hitam yang direkomendasikan

Peralatan penghancur dan pemilahan merupakan kunci dalam pembuatan karbon hitam. Peralatan ini membantu menciptakan partikel karbon hitam yang sangat halus, seragam, dan fungsional. Berikut ini adalah beberapa jenis peralatan yang direkomendasikan.

Mesin Penggilingan dan Klasifikasi Ultrahalus Mekanik (Seri ACM)

Fitur: EPIC Mesin Serbuk'S Pabrik pengklasifikasi udara MJW Seri ini dapat menggiling karbon hitam hingga D100 < 45μm. Residu saringan 325 mesh adalah < 0,001%. Seri ini juga mendukung kehalusan yang disesuaikan dari 600 mesh hingga 2000 mesh. Mendukung proses modifikasi aktivasi untuk meningkatkan afinitas karbon hitam dan polimer.

Aplikasi: Memproses karbon hitam yang retak secara mendalam untuk menciptakan bahan pengisi atau bahan konduktif bernilai tinggi.

Pengklasifikasi aliran udara (Seri HTS)

Fitur: Mesin Serbuk EPIC menggunakan operasi tekanan negatif yang tertutup sepenuhnya. Metode ini memungkinkan penghancuran pada suhu rendah, yang membantu menghindari kontaminasi material. Tingkat hasil mencapai 80% untuk serbuk hitam. Pengklasifikasi multi-tahap bekerja secara seri. Pengaturan ini membantu menciptakan distribusi ukuran partikel yang terfokus. Ini ideal untuk memproduksi karbon hitam dengan kemurnian tinggi.

Aplikasi: Toner printer, material elektroda baterai, dan jenis lain dengan persyaratan kehalusan yang ketat.