Carbon đen là gì? Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn tất cả các kiến thức về carbon đen

Khi nói đến muội than, hầu hết mọi người có thể nghĩ rằng nó chỉ là một chất màu. Carbon đen là một nguyên liệu thô công nghiệp thiết yếu. Nó thường được tìm thấy trong cuộc sống hàng ngày. Vậy carbon đen có liên quan chặt chẽ như thế nào đến cuộc sống của chúng ta? Carbon đen đóng vai trò gì trong công nghiệp? Vai trò của carbon đen là gì và công dụng chính của nó là gì?

Tiếp theo, biên tập viên sẽ trình bày mười điểm chính về carbon đen:

• Carbon đen là gì?
• Sự phát triển lịch sử của nó.
• Sự phát triển của ngành công nghiệp than đen.
• Carbon đen được sử dụng như thế nào.
• Các loại cacbon đen khác nhau.
• Cấu trúc và chức năng của nó.
• Quá trình sản xuất.
• Cơ hội và thách thức trong ngành.
• Phát triển công nghiệp.
• Cách chọn than đen và các lĩnh vực ứng dụng chính của nó.

Điều này sẽ giúp bạn hiểu về cacbon đen, một nguyên liệu thô quan trọng trong công nghiệp.

Carbon đen là gì?

Carbon đen là một loại carbon vô định hình. Đây là một loại bột đen nhẹ, rời và rất mịn. Bạn có thể nghĩ về nó tương tự như tro đáy nồi. Nó xuất phát từ quá trình đốt cháy hoặc phân hủy không hoàn toàn các vật liệu giàu carbon. Chúng bao gồm than, khí đốt tự nhiên, dầu nặng và dầu nhiên liệu. Điều này xảy ra khi không có đủ không khí.

Carbon đen chủ yếu bao gồm carbon. Đây là vật liệu nano được phát triển, ứng dụng và sản xuất sớm nhất hiện nay của con người. Cơ bản của nó kích thước hạt nằm trong khoảng 10-100nm. Nó có chức năng gia cố cao su, tạo màu, dẫn điện hoặc chống tĩnh điện và hấp thụ tia cực tím tuyệt vời. Nó được liệt kê là một trong 25 sản phẩm hóa học cơ bản và hóa chất tốt sản phẩm trong lĩnh vực hóa chất quốc tế. Ngành công nghiệp carbon đen đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp lốp xe và nhuộm. Nó cũng nâng cao chất lượng của các sản phẩm hàng ngày.

Lịch sử phát triển của Carbon Black

Carbon đen là một trong những sản phẩm hóa dầu quan trọng đầu tiên mà con người biết đến ngày nay. Vào thời cổ đại, carbon đen được gọi là “tái”, “bồ hóng khói” hoặc “khói thông”. Tên “tái” được sử dụng cho đến cuối thế kỷ 19. Kể từ khi ngành công nghiệp carbon đen xuất hiện vào năm 1872, nó dần được thay thế bằng thuật ngữ “carbon đen”.

Than đen có lịch sử rất lâu đời. Theo ghi chép, Trung Quốc là một trong những quốc gia đầu tiên trên thế giới sản xuất than đen. Vào thời xa xưa, người ta đốt dầu từ động vật và thực vật, cùng với cành thông. Họ thu thập tro đen từ khói. Tro này sau đó được sử dụng để làm mực và thuốc nhuộm đen. Các văn bia khắc trên xương rồng của nhà Thương có niên đại từ ba nghìn năm trước. Họ sử dụng "bồ hóng khói" làm mực. Những mảnh tre cổ ở đất nước tôi cũng được viết bằng mực.

Dấu ấn của than đen trong lịch sử Trung Quốc

Vào thời Tam Quốc, Tào Thực đã ghi chép rằng “mực đến từ khói thông xanh”. Đến thời Tấn, nghề thủ công sản xuất khói thông và muội than đã trở nên khá phổ biến. Đến thời Nam Đường, nước tôi đã bắt đầu sử dụng dầu trẩu và các loại dầu động thực vật khác. Khi không có đủ không khí, dầu không cháy hết. Điều này khiến muội than hình thành và tích tụ dưới bát khói gốm, tạo ra muội than chất lượng cao. Trong “Vân lục mãn siêu” của Triệu Diên Vĩ từ thời Tống, có nói rằng những người thợ làm mực gần đây đã sử dụng máng nước.

Họ đựng nước vào trong và đặt các chậu và bát vào giữa. Sau đó, họ đốt dầu trẩu và đậy bằng một cái bát. Một người đặc biệt quét diêm, trộn nó với keo bò và nhào nó. Phương pháp này rất nhanh và tiện lợi, và nó được gọi là khói dầu. Đây là về quá trình đốt dầu trẩu để làm mực. Có thể thấy rằng đã có các xưởng thủ công chuyên đốt khói để làm mực vào thời điểm đó. Vào thời điểm đó, năng suất thấp. Điều này có nghĩa là sản xuất mực không hiệu quả, khiến nó rất tốn kém. Tô Đông Pha đã ghi lại điều này trong bài thơ của mình: “Nhặt than nhẹ từ cửa sổ sách, quét mùi thơm còn lại của lều Phật.” “Làm việc chăm chỉ trong một nghìn đêm, tôi có được viên ngọc một tấc này.”

Sự trỗi dậy của ngành công nghiệp than đen

Năm 1821, người ta đã sử dụng khí đốt tự nhiên làm nguyên liệu để sản xuất muội than lần đầu tiên ở Bắc Mỹ. Kể từ đó, muội than không còn đơn giản như “bồ hóng” nữa.

Năm 1872, thế giới đã nhận ra quy mô sản xuất than đen công nghiệp, và thuật ngữ “than đen” cũng xuất hiện cùng lúc. Các mỏ dầu và khí đốt được khai thác liên tiếp. Nguồn cung cấp nguyên liệu thô ổn định này đã thay đổi sản xuất than đen. Nó chuyển từ lao động thủ công sang công nghiệp quy mô lớn.

Năm 1904, Mote của Anh phát hiện ra rằng cacbon đen có tác dụng tốt hơn kẽm oxit trong vai trò là chất gia cố cao su.

Vào năm 1912, Công ty Goodyear của Hoa Kỳ lần đầu tiên sử dụng carbon đen làm vật liệu gia cố cho lốp xe.

Vào đầu những năm 1900, lốp xe chủ yếu có màu trắng hoặc đỏ. Chúng có thể chạy được khoảng 3.000 km. Sau đó, carbon đen đã thay đổi mọi thứ. Bây giờ, lốp xe có thể chạy được hơn 60.000 km! Carbon đen làm lốp xe bền hơn, giúp sản xuất hàng loạt tăng lên rất nhiều.

Quá trình cụ thể có thể được mô tả ngắn gọn như sau:

1. Vào giai đoạn đầu của ngành công nghiệp than đen, khí đốt tự nhiên đóng vai trò là nguyên liệu thô. Phương pháp sản xuất chính là quy trình kênh. Thiết bị lớn và sản lượng thấp.

2. Than đen lò nung vào những năm 1940, bao gồm phương pháp lò dầu và phương pháp lò gas. Phương pháp sản xuất này sử dụng ít thiết bị hơn và tăng sản lượng. Tuy nhiên, chất lượng không cao bằng than đen kênh.

3. Nước tôi bắt đầu sản xuất than đen kênh ở Phủ Thuận và Tứ Xuyên vào những năm 1950. Sau đó, vào những năm 1960, chúng tôi bắt đầu sản xuất than đen lò. Năm 1985, Nhà máy Than đen Thiên Tân đã nhập khẩu 15.000 tấn than đen Continental từ Hoa Kỳ. Điều này xảy ra vào những năm 1980 và 1990. Sau đó, Nhà máy Than đen Thiên Tân, Nhà máy Hóa chất Phủ Thuận và Viện Nghiên cứu Than đen đã tiếp nhận và cải tiến dây chuyền sản xuất mới.

Công dụng của Carbon Black

Ứng dụng trong ngành cao su

Hơn 90% trong tổng số carbon đen được sản xuất được chuyển đến ngành công nghiệp cao su. Carbon đen chủ yếu được sử dụng trong nhiều loại lốp xe khác nhau. Bao gồm lốp xe ô tô, máy kéo, máy bay và xe đạp. Một lốp xe ô tô thông thường cần khoảng 10 kg carbon đen. Hầu hết carbon đen được sử dụng trong cao su được đưa vào sản xuất lốp xe, chiếm hơn 75%. Phần còn lại dành cho các mặt hàng cao su khác như băng keo, ống mềm và giày. Trong ngành công nghiệp cao su, lượng tiêu thụ carbon đen chiếm khoảng 40-50% tổng lượng cao su sử dụng.

Tại sao cacbon đen được sử dụng nhiều nhất trong cao su?

Lý do tại sao muội than được sử dụng trong cao su với số lượng lớn như vậy là vì nó có khả năng "gia cố" tuyệt vời. Khả năng "gia cố" của muội than lần đầu tiên được tìm thấy trong cao su thiên nhiên vào năm 1914. Hiện nay, muội than được xác nhận là quan trọng hơn đối với việc gia cố cao su tổng hợp. Lợi ích chính của muội than trong lốp xe là hiệu suất mài mòn tốt hơn cho mặt lốp. Lốp xe có muội than 30% có thể chạy được từ 48.000 đến 64.000 km. Ngược lại, lốp xe sử dụng cùng một lượng chất độn không gia cố chỉ chạy được 4.800 km. Muội than gia cố cũng làm tăng các tính chất vật lý và cơ học của các sản phẩm cao su. Điều này bao gồm cải thiện độ bền kéo và độ bền xé.

Thêm cacbon đen vào cao su tinh thể như cao su thiên nhiên hoặc cloropren có thể tăng cường độ bền kéo của cao su lưu hóa từ 1 đến 1,7 lần. Ở cao su không tinh thể như cao su styren-butadien hoặc cao su nitrile, độ bền có thể tăng từ 4 đến 12 lần.

Trong ngành cao su, hãy chọn loại muội than và số lượng theo mục đích sử dụng của sản phẩm và các điều kiện mà nó sẽ phải đối mặt. Đối với gai lốp, khả năng chống mài mòn là ưu tiên hàng đầu. Bạn cần loại muội than có độ gia cường cao. Các lựa chọn bao gồm muội than lò siêu chống mài mòn, siêu chống mài mòn trung bình hoặc chống mài mòn cao. Ngoài ra, cao su gai và thân lốp nên sử dụng muội than có độ mất trễ thấp và tỏa ra ít nhiệt.

Ứng dụng trong ngành mực in

Than đen là nguyên liệu thô chính của mực in đen. Hầu hết các loại mực hiện đại đều sử dụng than đen chất lượng cao. Mực in làm từ than đen chất lượng cao có nét chữ rõ ràng và màu sắc tươi sáng. Chúng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng in của báo và tạp chí. Điều này, đến lượt nó, kết nối với đời sống văn hóa của mọi người. Có nhiều loại mực hiện đại với nhiều công dụng khác nhau. Trong số đó, than đen dùng làm mực in báo chiếm khoảng 70% trong tổng số than đen dùng làm mực. Mực in báo chứa 11-13% than đen. Khoảng 16 kg mực in báo được tiêu thụ cho mỗi tấn báo được in.

Các tính chất cơ bản của carbon đen, chẳng hạn như kích thước hạt và diện tích bề mặt, ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và cách xử lý mực.

Ngành công nghiệp mực in cần carbon đen để đáp ứng một số yêu cầu chính sau:

• Sự đen tối
• Sắc màu
• Tính lưu động
• Độ nhớt
• Sấy khô
• Tính chất thixotropy

Do mục đích sử dụng khác nhau nên các loại mực khác nhau có yêu cầu khác nhau về muội than.

Ứng dụng trong ngành sơn phủ

Lớp phủ là những gì chúng ta thường gọi là sơn. Carbon đen nổi bật vì tính ổn định của nó đối với hóa chất, ánh sáng và nhiệt. Điều này làm cho nó tốt hơn các chất màu vô cơ đen khác và thuốc nhuộm đen hữu cơ. Carbon đen được sử dụng trong lớp phủ. Nó có phản ứng thấp, độ đen cao, khả năng chống chịu thời tiết tốt và khả năng pha màu mạnh. Chất màu carbon đen cao cấp rất tốt cho sơn nhựa tổng hợp. Nó đóng vai trò là lớp phủ trên cùng cho ô tô. Bạn cũng có thể sử dụng nó làm sơn trang trí cho xe đạp, máy khâu và dụng cụ. Carbon đen dẫn điện có thể đóng vai trò là lớp sơn lót cho lớp phủ điện di hòa tan trong nước.

Ứng dụng trong ngành nhựa

Carbon đen chủ yếu được sử dụng làm chất tạo màu trong nhựa. Nhựa có carbon đen chống lại sự thoái hóa do nhiệt. Ngoài ra, kích thước của chúng ít thay đổi hơn. Nó cũng có thể tăng cường độ cứng, độ cứng, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt và khả năng chống ăn mòn. Quan trọng hơn, nó có tác dụng bảo vệ bức xạ, bảo vệ tia cực tím và chống oxy hóa. Lượng carbon đen trong nhựa thường là 1 ~ 2,75%.

Các ứng dụng khác

Carbon đen có nhiều công dụng. Bên cạnh những công dụng chính, nó còn được tìm thấy trong pin khô và các sản phẩm carbon điện. Nó cũng đóng vai trò trong các linh kiện điện và điện tử. Bạn sẽ tìm thấy nó trong hợp kim cứng, than chì có độ tinh khiết cao, in ấn và nhuộm. Ngoài ra, carbon đen được sử dụng trong nhiếp ảnh tĩnh điện, phim ảnh và thuốc súng. Nó cũng có trong xi măng, da, mỡ, đúc, nông nghiệp, v.v. Trong các lĩnh vực này, mặc dù lượng carbon đen được sử dụng là nhỏ, nhưng nó thường đóng vai trò rất lớn.

Phân loại Carbon Black

Phân loại theo sản xuất

Chủ yếu được chia thành đen đèn, đen khí, đen lò và đen kênh.

Phân loại theo mục đích sử dụng

Carbon đen thường được phân loại dựa trên công dụng của nó:

• Sắc tố cacbon đen
• Cao su cacbon đen
• Carbon đen dẫn điện
• Carbon đen đặc biệt

Carbon đen dùng làm chất tạo màu được phân loại trên toàn cầu dựa trên khả năng tạo màu của nó. Có ba loại: carbon đen có sắc tố cao, carbon đen có sắc tố trung bình và carbon đen có sắc tố thấp. Phân loại này sử dụng ba chữ cái tiếng Anh. Hai chữ cái đầu tiên cho biết carbon đen có thể tạo màu tốt như thế nào. Chữ cái cuối cùng cho biết cách tạo ra nó.

Phân loại theo chức năng

Nó chủ yếu được chia thành than đen gia cường, than đen tạo màu, than đen dẫn điện, v.v.

Phân loại theo mô hình

Nó chủ yếu được chia thành N220, N330, N550, N660, N990, N110, N115, N234, N326, N339, N375, N539, N550, N880, v.v.

Tiêu chuẩn đặt tên quốc tế cho carbon đen:

Carbon đen dùng cho cao su thường được phân loại theo kích thước hạt. Bây giờ, nó được phân loại theo diện tích bề mặt nitơ. Ngoài ra, tốc độ lưu hóa và cấu trúc sắc tố carbon đen cũng quan trọng khi đặt tên. Nó có 4 hệ thống. Chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh biểu thị tốc độ lưu hóa của hợp chất cao su. N có nghĩa là tốc độ bình thường, trong khi S có nghĩa là tốc độ chậm. 3 chữ số tiếp theo là chữ số Ả Rập. Chữ số đầu tiên biểu thị phạm vi diện tích bề mặt nitơ của carbon đen. Nó đi từ mức 0 đến 9. Ủy ban D24.41 từ Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ đưa ra số thứ hai và thứ ba. Những con số này biểu thị các cấp độ cấu trúc của carbon đen. Chúng phản ánh các cấu trúc cao và thấp gần đúng của nó, dựa trên một số mức độ lựa chọn. Nói một cách tương đối, số càng lớn thì cấu trúc càng cao.

Minh họa:

Carbon đen N330 là loại than đen lò có khả năng chống mài mòn cao. N330 là loại than đen lò có khả năng chống mài mòn cao được sử dụng rộng rãi nhất. Khả năng chống mài mòn của sản phẩm này thấp hơn một chút so với loại than đen siêu chống mài mòn. Tuy nhiên, nó tốt hơn loại than đen kênh. Sản phẩm này được sử dụng cho gai lốp, cao su sợi, thành bên và nhiều sản phẩm công nghiệp cao su khác nhau. Sản phẩm này là loại than đen giúp tăng cường độ bền kéo, khả năng chống rách, khả năng chống mài mòn và độ đàn hồi. Độ mất mát lăn của lốp xe du lịch sử dụng sản phẩm này lớn hơn N351 trong dòng N300. Tuy nhiên, nó nhỏ hơn các loại khác. Nó có đặc tính phân tán và đùn tuyệt vời trong hợp chất cao su. Nó hoạt động tốt với cả cao su tổng hợp và cao su tự nhiên.

Cấu trúc và chức năng của than đen

Cấu trúc của muội than được thể hiện bằng mức độ các hạt muội than kết tụ thành chuỗi hoặc chùm nho. Muội than có cấu trúc cao được tạo thành từ các chất kết tụ. Các chất kết tụ này khác nhau về kích thước, hình dạng và số lượng các hạt mà chúng chứa. Giá trị hấp thụ dầu thường được sử dụng để chỉ ra cấu trúc. Giá trị hấp thụ dầu cao hơn có nghĩa là muội than có cấu trúc lớn hơn. Cấu trúc này dễ dàng tạo thành một kênh mạng không gian, làm cho nó ổn định hơn.

Sự hình thành cacbon đen

Carbon đen thường đề cập đến các hạt carbon. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn chất hữu cơ thường gây ra điều này. Trong quá trình này, hydro và oxy biến thành nước. Tuy nhiên, carbon không cháy hoàn toàn. Thay vào đó, nó tách ra khỏi các phân tử và tạo thành carbon đen.

Các hình thức khác nhau

Carbon đen bao gồm carbon, nhưng thường được phân loại là một chất màu vô cơ. Carbon đen là một loại bột màu đen được tạo ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn hoặc quá trình cracking nhiệt của hydrocarbon ở dạng khí. Các quy trình sản xuất khác nhau dẫn đến nhiều sản phẩm khác nhau có các tính chất độc đáo dựa trên các điều kiện được sử dụng.

Cấu trúc vi mô của cacbon đen

Các hạt than đen có cấu trúc vi tinh thể. Trong than đen, sự sắp xếp các nguyên tử carbon tương tự như than chì, tạo thành các mặt phẳng hình lục giác. Thông thường, 3 đến 5 mặt phẳng như vậy tạo thành một vi tinh thể. Các nguyên tử carbon trong mỗi lớp than chì của vi tinh thể than đen được sắp xếp gọn gàng. Tuy nhiên, sự sắp xếp giữa các lớp lại không theo trật tự. Vì vậy, các vi tinh thể này còn được gọi là tinh thể bán than chì.

Kích thước hạt than đen

Kích thước hạt của sắc tố đen cacbon có thể thấp tới 5nm. Các hạt đen cacbon thường không tồn tại riêng lẻ. Thay vào đó, nhiều hạt kết nối với nhau thông qua lớp tinh thể cacbon. Điều này tạo thành hình dạng giống như chuỗi. Các quy trình sản xuất khác nhau có thể tạo ra các hạt đen cacbon với nhiều kích thước hạt khác nhau. Sản xuất đen đèn tạo ra sản phẩm thô. Ngược lại, sản xuất đen khí tạo ra sản phẩm mịn hơn.

Lưu ý: Quy trình sản xuất than đen lò có thể sản xuất than đen ở hầu hết mọi phạm vi kích thước hạt. Kích thước hạt của cùng một loại than đen khác nhau. Chúng thể hiện phạm vi phân bố kích thước hạt. Nhìn chung, loại có hạt mịn hơn có phân bố kích thước hạt hẹp hơn.

Quy trình sản xuất than đen

Nguyên lý sản xuất muội than thường đề cập đến các hạt nguyên tố cacbon. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn chất hữu cơ biến hydro và oxy thành nước. Tuy nhiên, cacbon không cháy hoàn toàn và tách khỏi các phân tử, tạo ra muội than. Muội than là bột màu đen. Nó hình thành khi hydrocarbon cháy không hoàn toàn hoặc trải qua quá trình nứt nhiệt.

Các phương pháp sản xuất khác nhau dẫn đến nhiều sản phẩm có đặc tính riêng biệt. Điều này xảy ra dựa trên các điều kiện quy trình cụ thể được sử dụng.

Nguyên liệu thô sản xuất Carbon Black

Các nguyên liệu thô chính để sản xuất carbon đen là:

• Nhựa than đá
• Nhựa etylen
• Dầu anthracene
• Khí thiên nhiên
• Khí lò cao

Các vật liệu khác được sử dụng bao gồm các sản phẩm dầu mỏ, nhựa đường, nhựa than đá và dầu N. Tất cả những thứ này đều có hàm lượng carbon rất cao.

Các quy trình sản xuất phổ biến là:

• Phương pháp lò nung
• Phương pháp phun
• Phương pháp khói đèn
• Phương pháp khe
• Phương pháp lăn
• Phương pháp khí hỗn hợp
• Phương pháp nứt nhiệt
• Phương pháp axetilen
• Phương pháp plasma

Các phương pháp đốt cháy không hoàn toàn là:

• Phương pháp lò nung
• Phương pháp phun
• Phương pháp khói đèn
• Phương pháp khe
• Phương pháp lăn
• Phương pháp khí hỗn hợp

Các phương pháp nứt nhiệt bao gồm:

• Phương pháp nứt nhiệt
• Phương pháp axetilen
• Phương pháp plasma

Quy trình sản xuất than đèn

Cách lâu đời nhất để tạo ra muội than là phương pháp muội than đèn. Trong quy trình này, nguyên liệu thô được đốt trên một tấm sắt phẳng có chiều rộng lên tới 1,5 mét. Máy hút mùi thu thập khí cháy cùng với muội than. Sau đó, nó chảy qua một khúc cua 1/4 và ống lửa để đến thiết bị lắng đọng. Để kiểm soát các đặc tính của muội than, hãy đảm bảo rằng nguyên liệu thô hầu như được đốt cháy không hoàn toàn. Điều này nên xảy ra gần khe hở giữa tấm đốt và máy hút mùi.

Ở giai đoạn tiếp theo, quá trình đốt cháy xảy ra với quá trình nứt nhiệt. Quá trình này xảy ra khi không có đủ oxy. Điều này khiến các hạt muội than lớn hơn hình thành. Vì những lý do này, một phạm vi phân bố kích thước hạt rộng được hình thành, chủ yếu được đặc trưng bởi các hạt thô. Chỉ một phần nhỏ các hạt được tạo ra giữa tấm đốt và chụp hút khói có thể tương tác với oxy trong không khí. Vì vậy, các muội than này có ít oxit bề mặt. Giá trị pH của chúng là trung tính và chúng chứa rất ít vật liệu dễ bay hơi.

Quy trình sản xuất khí đen

Khí đen có tên như vậy là do cách tạo ra nó. Đầu tiên, hydrocarbon thô được đun nóng và hóa hơi. Sau đó, một loại khí tự bốc cháy đưa hơi vào đầu đốt, cung cấp năng lượng. Carbon đen hình thành trong nhiều ngọn lửa hình quạt do các đầu đốt hình con dơi này tạo ra.

Mỗi ngọn lửa nhỏ và cháy trong không khí. Vì vậy, cách hình thành muội than khác với cách tạo ra muội đèn. Muội đèn xuất phát từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Các hạt muội than rất mịn. Kích thước trung bình của chúng dao động từ 10 đến 30 nm, tùy thuộc vào loại. Đối với muội khí, kích thước hạt trung bình là 13 nm. Phía trên ngọn lửa đang cháy là một trống chứa đầy nước quay chậm, trên đó muội than được lắng đọng, sau đó được cạo đi bằng cách cạo. Khi vẫn còn nóng, muội than mới tiếp xúc với oxy trong không khí. Điều này gây ra quá trình oxy hóa một phần và tạo ra nhiều nhóm axit. Giá trị pH của muội khí tương ứng nằm trong phạm vi axit. Và có thể thu được khoảng 6% chất dễ bay hơi, biểu thị hàm lượng oxit bề mặt của nó.

Quy trình sản xuất kênh đen

Quy trình sản xuất này sử dụng khí thiên nhiên làm nguyên liệu thô. Quy trình kênh đen tương tự như quy trình đốt khí của quy trình sản xuất khí đen. Khí thiên nhiên cháy với ngọn lửa hình quạt. Kết quả trông rất giống khí đen. Sự khác biệt là máng phẳng hình chữ U làm mát bằng nước được sử dụng làm máng lắng đọng carbon đen. Vì lý do sinh thái và kinh tế, phương pháp này đã bị ngừng sử dụng từ nhiều năm trước. Sản xuất khí đen không gây hại cho môi trường. Quy trình carbon đen dựa trên khí này vẫn đang được sử dụng.

Quy trình sản xuất than đen lò

Đen khí hình thành trong không khí mở. Ngược lại, đen lò được tạo ra trong lò kín với lượng oxy hạn chế. Một ngọn lửa lớn thay thế nhiều ngọn lửa nhỏ. Nó sử dụng dầu làm nhiên liệu và thêm khí dễ cháy để làm nóng lò đến nhiệt độ thích hợp. Bạn có thể có được sắc tố đen mong muốn bằng cách điều chỉnh quy trình sản xuất đen lò. Ví dụ, đen carbon có thể có nhiều kích thước hạt trung bình. Nó có thể dao động từ 80nm xuống 15nm, và thậm chí nhỏ hơn như các hạt đen khí. Tuy nhiên, đối với cùng một kích thước hạt, đen khí và đen lò vẫn khác nhau, chủ yếu là do hóa học bề mặt khác nhau. Các sản phẩm đen lò thô hơn, với kích thước hạt trung bình là 40nm.

Bạn có thể thêm một lượng nhỏ hợp chất kiềm hoặc các chất phụ gia khác khi sử dụng quy trình sản xuất than đen lò. Điều này làm thay đổi loại và sự kết tụ của các chất kết tụ. Kết quả là, bạn có thể thu được than đen có cấu trúc cao hoặc cấu trúc thấp.

Vì than đen được sản xuất ở áp suất gần như dưới áp suất khí quyển và không đủ không khí. Hầu hết chúng đều thiếu oxit bề mặt có tính axit, nhưng cấu trúc pyrone phản ứng kiềm được đề cập ở trên vẫn được tìm thấy. Độ pH kiềm của than đen là do thêm kiềm thổ vào nước lạnh. Điều này xảy ra trong quá trình phun tôi trong quá trình sản xuất than đen. Muối kiềm cũng được thêm vào để giúp giảm cấu trúc. Ngoài ra, nếu than đen không được xử lý sau quá trình oxy hóa, hàm lượng dễ bay hơi của nó sẽ thấp.

Cách chọn than đen

Hãy lựa chọn muội than một cách khôn ngoan. Trước khi đưa ra lựa chọn, hãy nghĩ về mục tiêu của bạn: Bạn muốn đạt được điều gì với muội than? Màu sắc, khả năng tạo màu, khả năng chống tia cực tím hay khả năng dẫn điện. Bước quan trọng là trao đổi với các kỹ sư muội than chuyên nghiệp. Cùng nhau đánh giá hệ thống vật liệu. Sau đó, chọn loại muội than tốt nhất. Để tạo màu, hãy chọn loại muội than rất đen và có các hạt nhỏ. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng nó được phân tán tốt. Nếu không, nó sẽ không đáp ứng được các yêu cầu ban đầu. Để phù hợp với màu sắc, hãy chọn loại muội than có độ đen thấp. Nó phải có kích thước hạt lớn và dễ phân tán. Để chống tia cực tím trong nhựa và cao su, hãy sử dụng muội than. Chọn loại có kích thước hạt trung bình và cấu trúc cao hơn một chút. Nó có khả năng chống tia cực tím tốt.

Tính chất cơ bản của cacbon đen

Các tính chất của carbon đen quyết định mục đích sử dụng cụ thể của nó trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Sau đây là các thông số hiệu suất chính của nó:

• ① Kích thước hạt (kích thước hạt chính)
  • Kích thước hạt là một đặc tính quan trọng của carbon đen. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của nó.
  • Các hạt nhỏ hơn có nghĩa là nhiều màu đen hơn và diện tích bề mặt lớn hơn. Tuy nhiên, điều này có thể làm cho khả năng phân tán tệ hơn.
  • Kích thước hạt càng lớn: độ đen càng thấp nhưng dễ phân tán hơn.
• ②Cấu trúc (giá trị hấp thụ DBP) Cấu trúc của than đen phụ thuộc vào phương pháp kết tụ giữa các hạt. Giá trị cấu trúc cao hơn thường có nghĩa là hình dạng hạt phức tạp hơn:
  • Carbon đen có cấu trúc cao: cải thiện khả năng phân tán và độ dẫn điện, nhưng có thể làm giảm độ đen;
  • Carbon đen có cấu trúc thấp: có độ đen cao hơn nhưng khả năng phân tán yếu hơn.
• ③Diện tích bề mặt (tổng diện tích bề mặt riêng và diện tích bề mặt riêng bên ngoài) Diện tích bề mặt thường được đặc trưng bởi diện tích bề mặt riêng hấp phụ nitơ (NSA) và diện tích bề mặt riêng bên ngoài (STSA):
  • NSA (tổng diện tích bề mặt riêng): phản ánh tổng diện tích bề mặt của muội than;
  • STSA (diện tích bề mặt riêng bên ngoài): chỉ đo diện tích bề mặt bên ngoài hạt.
  • Khi độ xốp tăng, khoảng cách giữa NSA và STSA mở rộng. Điều này cũng làm tăng nhu cầu chất mang và độ nhớt.
• ④Hóa học bề mặt Có nhiều nhóm chức năng khác nhau (như oxit và sunfua) trên bề mặt của cacbon đen, có thể:
  • Tăng tỷ lệ hấp thụ độ ẩm của than đen;
  • Tăng cường khả năng tương thích của cacbon đen với nhựa, lớp phủ, v.v.

Thiết bị nghiền than đen được đề xuất

Thiết bị nghiền và phân loại là chìa khóa để tạo ra muội than. Nó giúp tạo ra các hạt muội than siêu mịn, đồng đều và có chức năng. Sau đây là một số loại thiết bị được khuyến nghị.

Máy nghiền và phân loại siêu mịn cơ học (Dòng ACM)

Tính năng: EPIC Máy bột'S Máy phân loại khí MJW Dòng sản phẩm này có thể nghiền than đen thành D100 < 45μm. Rây 325 lưới còn lại < 0,001%. Nó cũng hỗ trợ độ mịn tùy chỉnh từ 600 lưới đến 2000 lưới. Hỗ trợ quá trình biến đổi hoạt hóa để tăng cường ái lực của than đen và polyme.

Ứng dụng: Xử lý cacbon đen đã nứt sâu để tạo ra chất độn có giá trị cao hoặc vật liệu dẫn điện.

Phân loại luồng không khí (Dòng HTS)

Tính năng: Máy nghiền bột EPIC sử dụng hoạt động áp suất âm hoàn toàn khép kín. Phương pháp này cho phép nghiền ở nhiệt độ thấp, giúp tránh nhiễm bẩn vật liệu. Tỷ lệ năng suất đạt tới 80% đối với bột đen. Máy phân loại nhiều giai đoạn hoạt động theo chuỗi. Thiết lập này giúp tạo ra sự phân bố kích thước hạt tập trung. Nó lý tưởng để sản xuất carbon đen có độ tinh khiết cao.

Ứng dụng: Mực in, vật liệu điện cực pin và các vật liệu khác có yêu cầu nghiêm ngặt về độ mịn.