Apakah karbon hitam? Artikel ini akan memberi anda semua pengetahuan tentang karbon hitam

Apabila ia datang kepada karbon hitam, kebanyakan orang mungkin menganggap ia hanyalah pigmen. Karbon hitam adalah bahan mentah industri yang penting. Ia biasa ditemui dalam kehidupan seharian. Jadi bagaimana karbon hitam berkait rapat dengan kehidupan kita? Apakah peranan yang dimainkan oleh karbon hitam dalam industri? Apakah peranan karbon hitam dan apakah kegunaan utamanya?

Seterusnya, editor akan merangkumi sepuluh perkara utama mengenai karbon hitam:

• Apa itu karbon hitam.
• Perkembangan sejarahnya.
• Pertumbuhan industri karbon hitam.
• Bagaimana karbon hitam digunakan.
• Pelbagai jenis karbon hitam.
• Struktur dan fungsinya.
• Proses pengeluaran.
• Peluang dan cabaran dalam industri.
• Pembangunan industri.
• Bagaimana untuk memilih karbon hitam dan medan aplikasi utamanya.

Ini akan membantu anda memahami karbon hitam, bahan mentah industri yang penting.

Apakah Karbon Hitam?

Karbon hitam adalah sejenis karbon amorf. Ia adalah serbuk hitam yang ringan, longgar dan sangat halus. Anda boleh menganggapnya sama dengan abu bawah periuk. Ia datang daripada pembakaran atau pemecahan bahan yang kaya karbon yang tidak lengkap. Ini termasuk arang batu, gas asli, minyak berat dan minyak bahan api. Ini berlaku apabila udara tidak mencukupi.

Karbon hitam terutamanya terdiri daripada karbon. Ia adalah bahan nano yang paling awal dibangunkan, digunakan dan dihasilkan pada masa ini oleh manusia. Asasnya saiz Zarah adalah antara 10-100nm. Ia mempunyai tetulang getah yang sangat baik, pewarnaan, kekonduksian atau fungsi penyerapan antistatik dan ultraviolet. Ia disenaraikan sebagai salah satu daripada 25 produk kimia asas dan kimia halus produk dalam bidang kimia antarabangsa. Industri karbon hitam memainkan peranan penting dalam industri tayar dan pencelupan. Ia juga meningkatkan kualiti produk harian.

Perkembangan Sejarah Karbon Hitam

Karbon hitam adalah salah satu produk petrokimia utama yang pertama diketahui orang hari ini. Pada zaman dahulu, karbon hitam dipanggil "tái", "jelaga asap" atau "asap pain". Nama "tái" digunakan sehingga akhir abad ke-19. Sejak kemunculan industri karbon hitam pada tahun 1872, ia secara beransur-ansur digantikan dengan istilah "hitam karbon".

Karbon hitam mempunyai sejarah yang sangat panjang. Mengikut rekod, China merupakan antara negara terawal di dunia mengeluarkan karbon hitam. Pada zaman dahulu, orang membakar minyak dari haiwan dan tumbuhan, bersama-sama dengan cawangan pain. Mereka mengumpul abu hitam yang datang dari asap. Abu ini kemudiannya digunakan untuk membuat dakwat dan pigmen hitam. Prasasti tulang oracle Dinasti Shang bermula sejak tiga ribu tahun lalu. Mereka menggunakan "jelaga asap" untuk dakwat. Serpihan buluh purba di negara saya juga ditulis dengan dakwat.

Tanda karbon hitam dalam sejarah China

Dalam tempoh Tiga Kerajaan, Cao Zhi merekodkan bahawa "dakwat berasal dari asap pain hijau". Menjelang Dinasti Jin, pengeluaran kraftangan asap pain dan karbon hitam telah menjadi perkara biasa. Menjelang Dinasti Tang Selatan, negara saya telah mula menggunakan minyak tung dan minyak haiwan dan tumbuhan lain. Apabila udara tidak mencukupi, minyak tidak terbakar sepenuhnya. Ini menyebabkan karbon hitam terbentuk dan terkumpul di bawah mangkuk asap seramik, menghasilkan karbon hitam berkualiti tinggi. Dalam "Yunlu Manchao" Zhao Yanwei dari Dinasti Song, ia mengatakan bahawa pekerja dakwat baru-baru ini menggunakan palung air.

Mereka menaruh air di dalamnya dan meletakkan besen dan mangkuk di tengahnya. Kemudian, mereka membakar minyak tung dan menutupnya dengan mangkuk. Seorang yang istimewa menyapu mancis, mencampurkannya dengan gam lembu, dan mengulinya. Kaedahnya sangat pantas dan mudah, dan ia dipanggil asap minyak.” Ini mengenai proses membakar minyak tung untuk membuat dakwat. Dapat dilihat terdapat bengkel kraftangan yang mengkhususkan diri dalam membakar asap untuk membuat dakwat ketika itu. Pada masa itu, produktiviti adalah rendah. Ini bermakna pengeluaran dakwat tidak cekap, menjadikannya sangat mahal. Su Dongpo menangkap ini dalam puisinya: "Memilih arang batu ringan dari tingkap buku, menyapu baki wangian khemah Buddha."" Bekerja keras selama seribu malam, saya mendapat jed satu inci ini."

Kebangkitan industri karbon hitam

Pada tahun 1821, orang ramai menggunakan gas asli sebagai bahan mentah untuk menghasilkan karbon hitam buat kali pertama di Amerika Utara. Sejak itu, karbon hitam tidak lagi semudah "jelaga".

Pada tahun 1872, dunia menyedari pengeluaran karbon hitam berskala industri, dan istilah "hitam karbon" muncul pada masa yang sama. Medan minyak dan gas ditoreh satu demi satu. Bekalan bahan mentah yang berterusan ini mengubah pengeluaran karbon hitam. Ia beralih daripada kerja manual kepada industri berskala besar.

Pada tahun 1904, British Mote mendapati bahawa karbon hitam berfungsi lebih baik daripada zink oksida sebagai agen penguat getah.

Pada tahun 1912, Goodyear Company dari Amerika Syarikat pertama kali menggunakan karbon hitam sebagai bahan penguat untuk tayar.

Pada awal 1900-an, kebanyakan tayar berwarna putih atau merah. Mereka bertahan kira-kira 3,000 km. Kemudian, karbon hitam mengubah segala-galanya. Kini, tayar boleh melepasi 60,000 km! Karbon hitam menguatkan tayar, yang telah membantu pengeluaran besar-besarannya berkembang dengan banyak.

Proses khusus boleh diterangkan secara ringkas seperti berikut:

1. Pada awal industri karbon hitam, gas asli berfungsi sebagai bahan mentah. Kaedah utama pengeluaran ialah proses saluran. Peralatannya besar dan outputnya rendah.

2. Relau karbon hitam pada tahun 1940-an, termasuk kaedah relau minyak dan kaedah relau gas. Kaedah pengeluaran ini menggunakan kurang peralatan dan meningkatkan pengeluaran. Walau bagaimanapun, kualitinya tidak setinggi karbon hitam saluran.

3. Negara saya mula membuat saluran karbon hitam di Fushun dan Sichuan pada tahun 1950-an. Kemudian, pada tahun 1960-an, kami mula mengeluarkan karbon hitam relau. Pada tahun 1985, Kilang Karbon Hitam Tianjin membawa masuk barisan keras Continental Carbon Black seberat 15,000 tan dari Amerika Syarikat. Ini berlaku pada tahun 1980-an dan 1990-an. Kemudian, Kilang Karbon Hitam Tianjin, Kilang Kimia Fushun dan Institut Penyelidikan Karbon Hitam mengambil dan menambah baik barisan pengeluaran baharu.

Kegunaan Karbon Hitam

Aplikasi dalam industri getah

Lebih daripada 90% daripada semua karbon hitam yang dihasilkan pergi ke industri getah. Karbon hitam digunakan terutamanya dalam pelbagai jenis tayar. Ini termasuk tayar kereta, traktor, pesawat dan basikal. Sebuah tayar kereta biasa memerlukan kira-kira 10 kilogram karbon hitam. Kebanyakan karbon hitam yang digunakan dalam getah masuk ke dalam pengeluaran tayar, membentuk lebih daripada 75%. Selebihnya adalah untuk barangan getah lain seperti pita, hos dan kasut. Dalam industri getah, penggunaan karbon hitam adalah kira-kira 40-50% daripada jumlah penggunaan getah.

Mengapakah karbon hitam paling banyak digunakan dalam getah?

Sebab mengapa karbon hitam digunakan dalam getah dalam jumlah yang besar adalah kerana ia mempunyai keupayaan yang dipanggil "tetulang" yang sangat baik. Keupayaan "tetulang" karbon hitam pertama kali ditemui dalam getah asli pada tahun 1914. Karbon hitam kini disahkan lebih penting untuk mengukuhkan getah sintetik. Manfaat utama karbon hitam dalam tayar adalah prestasi haus yang lebih baik untuk bunga. Tayar dengan 30% karbon hitam boleh bertahan antara 48,000 dan 64,000 kilometer. Sebaliknya, tayar yang menggunakan jumlah pengisi tidak bertetulang yang sama hanya bertahan sejauh 4,800 kilometer. Karbon hitam bertetulang juga meningkatkan sifat fizikal dan mekanikal produk getah. Ini termasuk penambahbaikan dalam kekuatan tegangan dan kekuatan koyakan.

Menambah karbon hitam kepada getah kristal seperti getah asli atau kloroprena boleh meningkatkan kekuatan tegangan getah tervulkan sebanyak 1 hingga 1.7 kali ganda. Dalam getah bukan kristal, seperti getah stirena-butadiena atau nitril, kekuatan boleh meningkat sebanyak 4 hingga 12 kali ganda.

Dalam industri getah, pilih jenis karbon hitam dan kuantitinya mengikut tujuan penggunaan produk dan keadaan yang akan dihadapinya. Untuk bunga tayar, rintangan haus adalah keutamaan. Anda memerlukan karbon hitam tetulang tinggi. Pilihan termasuk tahan haus super, tahan haus sederhana super, atau hitam relau kalis haus tinggi. Selain itu, tapak bunga dan getah karkas harus menggunakan karbon hitam yang mempunyai kehilangan histerisis yang rendah dan menghasilkan sedikit haba.

Aplikasi dalam industri dakwat

Karbon hitam adalah bahan mentah utama dakwat percetakan hitam. Kebanyakan dakwat moden menggunakan pigmen karbon hitam berkualiti tinggi. Dakwat percetakan yang diperbuat daripada karbon hitam berkualiti tinggi mempunyai tulisan tangan yang jelas dan warna yang terang. Mereka sangat menjejaskan kualiti percetakan akhbar dan majalah. Ini, seterusnya, menghubungkan kepada kehidupan budaya orang. Terdapat banyak jenis dakwat moden dengan pelbagai kegunaan. Antaranya, karbon hitam untuk dakwat berita menyumbang kira-kira 70% daripada semua karbon hitam untuk dakwat. Dakwat berita mengandungi 11-13% karbon hitam. Kira-kira 16 kilogram dakwat berita digunakan untuk setiap tan akhbar yang dicetak.

Sifat asas karbon hitam, seperti saiz zarah dan luas permukaan, sangat mempengaruhi prestasi dan proses dakwat.

Industri dakwat memerlukan karbon hitam untuk memenuhi beberapa keperluan utama:

• Kehitaman
• Hue
• Kecairan
• Kelikatan
• Pengeringan
• Thixotropy

Disebabkan oleh tujuan penggunaan yang berbeza, pelbagai dakwat mempunyai keperluan yang berbeza untuk karbon hitam.

Permohonan dalam industri salutan

Salutan adalah apa yang biasa kita panggil cat. Karbon hitam menonjol kerana kestabilannya terhadap bahan kimia, cahaya dan haba. Ini menjadikannya lebih baik daripada pigmen tak organik hitam lain dan pewarna hitam organik. Karbon hitam digunakan dalam salutan. Ia mempunyai kereaktifan rendah, kehitaman tinggi, rintangan cuaca yang baik, dan kuasa pewarnaan yang kuat. Karbon hitam pigmen gred tinggi sangat bagus untuk cat resin sintetik. Ia berfungsi sebagai lapisan atas untuk kereta. Anda juga boleh menggunakannya sebagai cat hiasan untuk basikal, mesin jahit dan instrumen. Hitam karbon konduktif boleh berfungsi sebagai primer untuk salutan elektroforetik larut air.

Aplikasi dalam industri plastik

Karbon hitam terutamanya digunakan sebagai pewarna dalam plastik. Plastik dengan karbon hitam menahan degenerasi daripada haba. Juga, saiznya kurang berubah. Ia juga boleh meningkatkan ketegaran, kekerasan, kekonduksian elektrik, kekonduksian terma, dan rintangan kakisan. Lebih penting lagi, ia mempunyai perlindungan sinaran, perlindungan UV dan kesan antioksidan. Jumlah karbon hitam dalam plastik biasanya 1~2.75%.

Aplikasi lain

Karbon hitam mempunyai banyak kegunaan. Selain yang utama, ia terdapat dalam bateri kering dan produk karbon elektrik. Ia juga memainkan peranan dalam komponen elektrik dan elektronik. Anda akan menemuinya dalam aloi keras, grafit ketulenan tinggi, dan percetakan dan pencelupan. Selain itu, karbon hitam digunakan dalam fotografi elektrostatik, filem fotografi, dan serbuk mesiu. Ia juga terdapat dalam simen, kulit, gris, tuangan, pertanian dan banyak lagi. Dalam sektor ini, walaupun jumlah karbon hitam yang digunakan adalah kecil, ia sering memainkan peranan yang besar.

Klasifikasi Karbon Hitam

Pengelasan mengikut pengeluaran

Terutamanya dibahagikan kepada hitam lampu, hitam gas, hitam relau dan hitam saluran.

Klasifikasi mengikut penggunaan

Karbon hitam sering dikelaskan berdasarkan penggunaannya:

• Pigmen karbon hitam
• Getah karbon hitam
• Karbon hitam konduktif
• Karbon hitam khas

Karbon hitam untuk pigmen dikelaskan secara global berdasarkan keupayaan pewarnaannya. Terdapat tiga jenis: karbon hitam berpigmen tinggi, karbon hitam pigmen sederhana, dan karbon hitam berpigmen rendah. Klasifikasi ini menggunakan tiga huruf Inggeris. Dua yang pertama menunjukkan betapa baik karbon hitam boleh mewarna. Huruf terakhir menunjukkan bagaimana ia dibuat.

Pengelasan mengikut fungsi

Ia terutamanya dibahagikan kepada pengukuhan karbon hitam, pewarna karbon hitam, karbon hitam konduktif, dll.

Pengelasan mengikut model

Ia terutamanya dibahagikan kepada N220, N330, N550, N660, N990, N110, N115, N234, N326, N339, N375, N539, N550, N880, dll.

Piawaian penamaan antarabangsa untuk karbon hitam:

Karbon hitam untuk getah digunakan untuk dikelaskan mengikut saiz zarah. Kini, ia dikelaskan mengikut luas permukaan nitrogen. Selain itu, kelajuan pemvulkanan dan struktur pigmen hitam karbon penting apabila menamakan. Ia mempunyai 4 sistem. Huruf pertama dalam bahasa Inggeris menunjukkan kelajuan pemvulkanan sebatian getah. N bermaksud kelajuan biasa, manakala S bermaksud kelajuan perlahan. 3 berikut ialah angka Arab. Nombor pertama menunjukkan julat luas permukaan karbon hitam nitrogen. Ia pergi dari 0 hingga 9 tahap. Jawatankuasa D24.41 daripada Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika memberikan nombor kedua dan ketiga. Nombor ini menunjukkan darjah struktur karbon hitam. Mereka mencerminkan anggaran struktur tinggi dan rendahnya, berdasarkan beberapa tahap pilihan. Secara relatifnya, semakin besar bilangannya, semakin tinggi strukturnya.

Gambarkan:

Karbon hitam N330 ialah hitam relau tahan haus tinggi. N330 ialah relau tahan haus tinggi yang paling banyak digunakan dengan warna hitam. Rintangan haus produk ini sedikit lebih rendah daripada siri karbon hitam super kalis haus. Walau bagaimanapun, ia lebih baik daripada saluran karbon hitam. Produk ini digunakan untuk bunga tayar, getah tali, dinding sisi dan pelbagai produk industri getah. Produk ini adalah karbon hitam yang menguatkan getah. Ia meningkatkan kekuatan tegangan, rintangan koyakan, rintangan haus dan keanjalan. Kehilangan rolling tayar penumpang menggunakan produk ini adalah lebih besar daripada N351 dalam siri N300. Walau bagaimanapun, ia lebih kecil daripada jenis lain. Ia mempunyai sifat penyebaran dan penyemperitan yang hebat dalam sebatian getah. Ia berfungsi dengan baik dengan kedua-dua getah sintetik dan asli.

Struktur dan fungsi karbon hitam

Struktur karbon hitam dinyatakan dengan tahap di mana zarah karbon hitam terkumpul menjadi rantai atau anggur. Karbon hitam berstruktur tinggi diperbuat daripada agregat. Agregat ini berbeza dari segi saiz, bentuk dan bilangan zarah yang terkandung di dalamnya. Nilai penyerapan minyak sering digunakan untuk menunjukkan struktur. Nilai serapan minyak yang lebih tinggi bermakna karbon hitam mempunyai struktur yang lebih besar. Struktur ini mudah membentuk saluran rangkaian spatial, menjadikannya lebih stabil.

Pembentukan karbon hitam

Karbon hitam secara amnya merujuk kepada zarah karbon. Pembakaran bahan organik yang tidak lengkap biasanya menyebabkan ini. Dalam proses ini, hidrogen dan oksigen bertukar menjadi air. Walau bagaimanapun, karbon tidak terbakar sepenuhnya. Sebaliknya, ia memisahkan daripada molekul dan membentuk karbon hitam.

Bentuk yang berbeza

Karbon hitam terdiri daripada karbon, tetapi biasanya dikelaskan sebagai pigmen bukan organik. Karbon hitam adalah serbuk hitam yang dibuat daripada pembakaran tidak lengkap atau keretakan haba hidrokarbon dalam bentuk gas. Proses pengeluaran yang berbeza membawa kepada pelbagai produk dengan sifat unik berdasarkan keadaan yang digunakan.

Struktur mikro karbon hitam

Zarah karbon hitam mempunyai struktur mikrokristalin. Dalam karbon hitam, susunan atom karbon adalah serupa dengan grafit, membentuk satah heksagon. Biasanya 3 hingga 5 satah sedemikian membentuk mikrokristal. Atom karbon dalam setiap lapisan grafit mikrohablur hitam karbon disusun dengan kemas. Walau bagaimanapun, susunan antara lapisan tidak teratur. Jadi, kristal mikro ini juga dikenali sebagai kristal kuasi-grafit.

Saiz zarah karbon hitam

Saiz zarah pigmen karbon hitam boleh serendah 5nm. Zarah karbon hitam biasanya tidak wujud bersendirian. Sebaliknya, banyak zarah bersambung melalui lapisan kristal karbon. Ini membentuk bentuk seperti rantai. Proses pengeluaran yang berbeza boleh menghasilkan zarah hitam karbon dengan pelbagai saiz zarah. Pengeluaran hitam lampu menghasilkan produk yang kasar. Sebaliknya, pengeluaran gas hitam menghasilkan produk yang lebih halus.

Nota: Proses pengeluaran hitam relau boleh menghasilkan karbon hitam hampir semua julat saiz zarah. Saiz zarah jenis karbon hitam yang sama berbeza-beza. Mereka menunjukkan julat dalam taburan saiz zarah. Secara umumnya, jenis dengan zarah yang lebih halus mempunyai taburan saiz zarah yang lebih sempit.

Proses pengeluaran karbon hitam

Prinsip pengeluaran karbon hitam secara amnya merujuk kepada zarah unsur karbon. Pembakaran bahan organik yang tidak lengkap mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air. Walau bagaimanapun, karbon tidak terbakar sepenuhnya dan terpisah daripada molekul, menghasilkan karbon hitam. Karbon hitam adalah serbuk hitam. Ia terbentuk apabila hidrokarbon terbakar tidak sepenuhnya atau mengalami keretakan haba.

Kaedah pengeluaran yang berbeza membawa kepada pelbagai produk dengan sifat unik. Ini berlaku berdasarkan keadaan proses tertentu yang digunakan.

Bahan Mentah Pengeluaran Karbon Hitam

Bahan mentah utama untuk membuat karbon hitam adalah:

• Tar arang batu
• Etilena tar
• Minyak antrasena
• Gas asli
• Gas relau letupan

Bahan lain yang digunakan termasuk produk petroleum, tar arang batu asfalt, dan minyak N. Ini semua mempunyai kandungan karbon yang sangat tinggi.

Proses pengeluaran biasa ialah:

• Kaedah relau
• Kaedah semburan
• Kaedah asap lampu
• Kaedah slot
• Kaedah penggelek
• Kaedah gas bercampur
• Kaedah keretakan haba
• Kaedah asetilena
• Kaedah plasma

Kaedah pembakaran yang tidak lengkap ialah:

• Kaedah relau
• Kaedah semburan
• Kaedah asap lampu
• Kaedah slot
• Kaedah penggelek
• Kaedah gas bercampur

Kaedah retak haba termasuk:

• Kaedah keretakan haba
• Kaedah asetilena
• Kaedah plasma

Proses Pengeluaran Lampu Hitam

Cara tertua untuk membuat karbon hitam adalah kaedah hitam lampu. Dalam proses ini, bahan mentah terbakar pada plat besi rata yang boleh mencapai lebar sehingga 1.5 meter. Tudung ekzos mengumpul gas pembakaran dengan karbon hitam. Ia kemudian mengalir melalui selekoh 1/4 dan paip api untuk mencapai peranti pemendapan. Untuk mengawal sifat karbon hitam, pastikan bahan mentah kebanyakannya tidak terbakar sepenuhnya. Ini sepatutnya berlaku berhampiran celah antara plat terbakar dan hud ekzos.

Pada peringkat seterusnya, pembakaran berlaku dengan keretakan haba. Ini berlaku apabila oksigen tidak mencukupi. Ini menyebabkan zarah hitam karbon yang lebih besar terbentuk. Atas sebab ini, pelbagai taburan saiz zarah terbentuk, terutamanya dicirikan oleh zarah kasar. Hanya sebahagian kecil zarah yang dibuat di antara plat terbakar dan hud ekzos boleh berinteraksi dengan oksigen udara. Jadi, karbon hitam ini mempunyai sedikit oksida permukaan. Nilai pH mereka adalah neutral, dan ia mengandungi bahan mudah meruap yang sangat sedikit.

Proses pengeluaran gas hitam

Gas hitam mendapat namanya daripada cara ia dibuat. Pertama, hidrokarbon mentah dipanaskan dan diwap. Kemudian, gas yang menyala sendiri membawa wap ke dalam penunu, membekalkan tenaga. Karbon hitam terbentuk dalam banyak nyalaan berbentuk kipas yang dihasilkan oleh penunu berbentuk kelawar ini.

Setiap nyalaan adalah kecil dan terbakar di udara. Jadi, cara karbon hitam terbentuk berbeza daripada cara hitam lampu dibuat. Lampu hitam datang daripada pembakaran yang tidak lengkap. Zarah karbon hitam sangat halus. Saiz purata mereka berkisar antara 10 hingga 30 nm, bergantung pada jenisnya. Untuk gas hitam, saiz zarah purata ialah 13 nm. Di atas nyalaan api yang menyala adalah dram berisi air yang berputar perlahan, di mana karbon hitam dimendapkan, dan kemudian dikikis dengan mengikis. Apabila masih panas, karbon hitam baru menyentuh oksigen udara. Ini menyebabkan pengoksidaan separa dan mewujudkan banyak kumpulan berasid. Nilai pH hitam gas yang sepadan berada dalam julat berasid. Dan kira-kira 6% bahan meruap boleh diperoleh, mewakili kandungan oksida permukaannya.

Proses pengeluaran saluran hitam

Proses pengeluaran ini menggunakan gas asli sebagai bahan mentah. Proses hitam saluran adalah sama dengan proses pembakaran gas proses pengeluaran gas hitam. Gas asli terbakar dengan nyalaan berbentuk kipas. Hasilnya kelihatan seperti gas hitam. Perbezaannya ialah palung berbentuk U yang disejukkan air rata digunakan sebagai palung pemendapan karbon hitam. Atas sebab ekologi dan ekonomi, kaedah ini telah dihentikan bertahun-tahun yang lalu. Pengeluaran gas hitam tidak membahayakan alam sekitar. Proses karbon hitam berasaskan gas ini masih digunakan.

Proses pengeluaran hitam relau

Gas hitam terbentuk di udara terbuka. Sebaliknya, relau hitam dibuat dalam relau tertutup dengan oksigen terhad. Nyalaan yang besar menggantikan banyak yang kecil. Ia menggunakan minyak sebagai bahan api dan menambah gas mudah terbakar untuk memanaskan relau pada suhu yang betul. Anda boleh mendapatkan pigmen hitam yang dikehendaki dengan melaraskan proses pengeluaran hitam relau. Sebagai contoh, karbon hitam boleh mempunyai banyak saiz zarah purata. Ia boleh berjulat dari 80nm hingga 15nm, dan lebih kecil seperti zarah hitam gas. Walau bagaimanapun, untuk saiz zarah yang sama, hitam gas dan hitam relau masih berbeza, terutamanya disebabkan oleh kimia permukaan yang berbeza. Produk hitam relau adalah lebih kasar, dengan saiz zarah purata 40nm.

Anda boleh menambah sedikit sebatian alkali atau bahan tambahan lain apabila menggunakan proses pengeluaran hitam relau. Ini mengubah jenis dan agregat agregat. Hasilnya, anda boleh mendapatkan sama ada karbon hitam berstruktur tinggi atau rendah.

Memandangkan hitam relau dihasilkan pada tekanan hampir subamusfera dan udara yang tidak mencukupi. Kebanyakannya kekurangan oksida permukaan berasid, tetapi struktur pyrone reaktif alkali yang disebutkan di atas didapati. pH beralkali hitam relau adalah kerana menambahkan tanah beralkali ke dalam air sejuk. Ini berlaku semasa pelindapkejutan semburan dalam pengeluaran karbon hitam. Garam alkali juga ditambah untuk membantu mengurangkan struktur. Di samping itu, jika hitam relau tidak tertakluk kepada rawatan pasca pengoksidaan, kandungan meruapnya adalah rendah.

Bagaimana untuk memilih karbon hitam

Pilih karbon hitam dengan bijak. Sebelum membuat pilihan, fikirkan tentang matlamat anda: Apakah yang anda ingin capai dengan karbon hitam? Mewarna, mewarna, rintangan UV atau kekonduksian. Langkah utama ialah bercakap dengan jurutera karbon hitam profesional. Bekerjasama untuk menilai sistem bahan. Kemudian, pilih jenis karbon hitam terbaik. Untuk pewarna, pilih karbon hitam yang sangat hitam dan mempunyai zarah kecil. Juga, pastikan ia tersebar dengan baik. Jika tidak, ia tidak akan memenuhi keperluan asal. Untuk padanan warna, pilih karbon hitam yang mempunyai kehitaman rendah. Ia sepatutnya mempunyai saiz zarah yang besar dan mudah tersebar. Untuk rintangan UV dalam plastik dan getah, gunakan karbon hitam. Pilih satu dengan saiz zarah sederhana dan struktur yang lebih tinggi sedikit. Ia menawarkan perlindungan UV yang baik.

Sifat asas karbon hitam

Sifat karbon hitam menentukan kegunaan khususnya dalam pelbagai bidang perindustrian. Berikut ialah parameter prestasi utamanya:

• ① Saiz zarah (saiz zarah utama)
  • Saiz zarah adalah sifat utama karbon hitam. Ia secara langsung memberi kesan kepada prestasinya.
  • Zarah yang lebih kecil bermakna lebih banyak kehitaman dan luas permukaan yang lebih besar. Walau bagaimanapun, ini boleh memburukkan kebolehsebaran.
  • Semakin besar saiz zarah: semakin rendah kehitaman, tetapi lebih mudah untuk tersebar.
• ②Struktur (nilai penyerapan DBP) Struktur karbon hitam bergantung pada kaedah pengagregatan antara zarah. Nilai struktur yang lebih tinggi biasanya bermakna bentuk zarah yang lebih kompleks:
  • Hitam karbon struktur tinggi: meningkatkan keterserakan dan kekonduksian, tetapi boleh mengurangkan kehitaman;
  • Karbon hitam struktur rendah: menunjukkan kehitaman yang lebih tinggi, tetapi keterserakan yang lebih lemah.
• ③Kawasan permukaan (jumlah luas permukaan khusus dan luas permukaan khusus luaran) Luas permukaan biasanya dicirikan oleh luas permukaan khusus penjerapan nitrogen (NSA) dan luas permukaan khusus luaran (STSA):
  • NSA (jumlah luas permukaan khusus): mencerminkan jumlah luas permukaan karbon hitam;
  • STSA (luas permukaan khusus luaran): hanya mengukur luas permukaan di luar zarah.
  • Apabila keliangan meningkat, jurang antara NSA dan STSA semakin melebar. Ini juga meningkatkan permintaan pembawa dan kelikatan.
• ④Kimia permukaan Terdapat pelbagai kumpulan berfungsi (seperti oksida dan sulfida) pada permukaan karbon hitam, yang boleh:
  • Meningkatkan kadar penyerapan lembapan karbon hitam;
  • Tingkatkan keserasian karbon hitam dengan resin, salutan, dsb.

Peralatan penghancur karbon hitam yang disyorkan

Peralatan penghancuran dan penggredan adalah kunci dalam membuat karbon hitam. Ia membantu mencipta zarah hitam karbon ultra halus, seragam dan berfungsi. Berikut adalah beberapa jenis peralatan yang disyorkan.

Mesin Pengisar dan Pengelas Ultrafine Mekanikal (Siri ACM)

Ciri-ciri: EPIC Jentera Serbuk's Kilang pengelas udara MJW siri boleh mengisar karbon hitam kepada D100 < 45μm. Sisa ayak 325 mesh ialah < 0.001%. Ia juga menyokong kehalusan tersuai daripada 600 mesh hingga 2000 mesh. Menyokong proses pengubahsuaian pengaktifan untuk meningkatkan pertalian karbon hitam dan polimer.

Aplikasi: Proseskan karbon hitam retak secara mendalam untuk mencipta pengisi atau bahan pengalir bernilai tinggi.

Pengelas aliran udara (Siri HTS)

Ciri-ciri: Jentera Serbuk EPIC menggunakan operasi tekanan negatif tertutup sepenuhnya. Kaedah ini membolehkan penghancuran suhu rendah, yang membantu mengelakkan pencemaran bahan. Kadar hasil mencecah sehingga 80% untuk serbuk hitam. Pengelas berbilang peringkat berfungsi secara bersiri. Persediaan ini membantu mencipta taburan saiz zarah terfokus. Ia sesuai untuk menghasilkan hitam karbon ketulenan tinggi.

Aplikasi: Toner pencetak, bahan elektrod bateri dan adegan lain dengan keperluan kehalusan yang ketat.