Carbon tehnic, prepararea sa

negru de fum (GOST 7885-86) - tip carbon produse industriale, utilizate mai ales în cauciuc ca umplutură, întărind proprietățile sale de performanță benefice. Spre deosebire de cocs și smoală este aproape un negru de fum în aspect seamănă.

sfera de aplicare

Aproximativ 70% din negru de fum produs este utilizat pentru fabricarea anvelopelor, 20% - pentru fabricarea produselor din cauciuc. De asemenea, Carbon tehnic este utilizat în fabricarea de vopsea si cerneluri produc, în cazul în care acesta servește ca pigment negru.

Un alt domeniu de aplicare - producția de mase plastice și mantaua cablului. Aici produsul este adăugat ca un agent de umplere și de a face produse de proprietăți speciale. La scară mică de negru de fum este utilizat și în alte industrii.

trăsătură

Negru de fum - produs de proces care cuprinde cele mai noi tehnologii de inginerie și metodele de control. Datorită purității sale și un set strict definit de proprietățile fizice și chimice, nu are nimic de a face cu funingine formate ca produs secundar contaminate din cărbune și păcură, sau nereglementate motoarele cu combustie. Conform clasificării internaționale general acceptate de negru de fum desemnat Negru de fum (negru de fum, în traducere din limba engleză), negru de fum în engleză - funingine. Adică, aceste concepte sunt în prezent în nici un fel confuz.

efect de amplificare din cauza negru de fum de cauciuc umplut a avut nu mai puțin importantă decât deschiderea de sulf condițiile de vulcanizare din cauciuc pentru dezvoltarea industriei cauciucului. Compozițiile de cauciuc carbon dintr-un număr mare de ingrediente, în greutate, pe locul al doilea cauciuc. Efectul proprietăților calitative ale negrului de fum pentru produse din cauciuc considerabil mai mari decât ingredient primar calitativ - cauciuc.

proprietăţi de armare

Proprietăți fizice îmbunătățite ale unui material, prin introducerea unui material de umplutură numit armare (armare), iar astfel de amplificatoare sunt numite umpluturi (negru de fum, silice precipitată). Dintre toate amplificatoarele cu adevărat caracteristici unice ale carbonului tehnic. Chiar înainte de întărire se leagă cu cauciucul, iar amestecul nu poate fi complet separate în negru de fum și de cauciuc cu solvenți.

cauciuc Forța de aderență, derivate din principalele elastomeri:

Tabelul arată proprietățile vulcanizate obținute din diferite tipuri de cauciuc neumplut și umplute cu negru de fum. Din aceste date se poate observa modul în care conținutul de carbon influențează în mare măsură asupra rezistenței la tracțiune pentru componente de cauciuc. Apropo, alte pulberi de particule utilizate în amestecuri de cauciuc pentru a conferi culoarea dorită sau un amestec ieftinire - cretă, caolin, talc, oxid de fier și altele nu au proprietăți de întărire.

structură

carbon pur natural - acest diamant și grafit. Ei au structură cristalină în mod semnificativ diferite una de alta. Difracția de raze stabilit similitudini în structura grafitului natural și materialul artificial este negrul de fum. atomi de carbon în formă de grafit straturi mari inelare condensate sisteme aromatice, cu un interatomică spațiere 0.142 nm. Aceste foi de graphitic condensate sisteme aromatice sunt numite planuri bazale. Distanța dintre planele este strict definit și este 0,335 nm. Toate straturile sunt aranjate relativ paralele între ele. Densitatea de grafit este de 2,26 g / ^cm3.

Spre deosebire de grafit cu o ordonare tridimensională, negru de fum se caracterizează prin regularitate numai bidimensională. Se compune din avioane de grafit bine dezvoltate, aranjate aproximativ paralel una față de alta, dar decalat în raport cu straturile adiacente - adică orientate aleatoriu într-o relație normală plan.

Structura de grafit în formă în comparație cu punte stivuite ordonat de cărți, iar structura de negru de fum cu un pachet de cărți în care sunt deplasate cărțile. Se interplanară spațiere mai mare decât cea a grafitului și 0,350-0,365 nm. Prin urmare, densitatea de negru de fum mai mică decât cea a grafitului și se află la 1,76-1,9 g / ^cm3, în funcție de gradul ( de obicei , de 1,8 g / ^cm3).

colorit

Negrii pigment (colorant) de carbon utilizate în fabricarea cernelurilor tipografice, acoperiri, materiale plastice, fibre, hârtie și materiale de construcții. Acestea sunt clasificate după cum urmează:

• negru de fum vysokookrashivayuschy (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

A treia literă desemnează un procedeu de obținere - un cuptor (F) sau canalul (C). denumiri EXEMPLU: HCF - vysokookrashivayuschy negru de fum de furnal (hiqh Color Cuptor).

capacitatea de colorare produs este legat de mărimea particulelor sale. În funcție de dimensiunea lor de carbon subdivizate în grupuri tehnice:

clasificare

Negru de fum pentru cauciuc efect de gradul de armare este împărțit în:

• Vysokousilivayuschy (profil, solid). Cu condiția rezistență crescută și rezistență la abraziune. Dimensiunea particulei este mică (18-30 nm). Utilizate în benzi transportoare, benzi de rulare.
• Poluusilivayuschy (wireframe, moale). Dimensiunea medie a particulelor (40-60 nm). Folosit în diverse produse din cauciuc industriale, carcasele de anvelope.
• Nizkousilivayuschy. Dimensiunea particulelor este mare (mai mare de 60 nm). Industria de anvelope utilizează este limitată. Acesta oferă puterea necesară menținând în același timp o elasticitate ridicată în produsele din cauciuc.

O clasificare completă de negru de fum sunt date în standardul ASTM D1765-03, adoptat de toți producătorii mondiali de produs și consumatorii săi. Clasificarea aceasta, în special, se desfășoară pe raza suprafeței specifice a particulelor:

Producerea de carbon

Există trei tehnologii de negru de fum industrial, care este utilizat într-un ciclu de combustie incompletă a hidrocarburilor:

• cuptor;
• canal;
• tub;
• plasmă.

Există, de asemenea, o metodă termică în care descompunerea gazului natural sau acetilenă la temperaturi ridicate.

Numeroase mărci obținute printr-o varietate de tehnologii au diferite caracteristici.

tehnologia de fabricație

Teoretic este posibil să se obțină negru de fum toate metodele de mai sus, cu toate acestea, mai mult de 96% din produsul fabricat este preparat printr-o metodă cuptor de alimentare cu lichid. Metoda permite obținerea unei varietăți de mărci de negru de fum cu un anumit set de proprietăți. De exemplu, pentru echipamente Omsk negru de fum cu ajutorul acestei tehnologii se face cu mai mult de 20 de mărci de negru de fum.

Tehnologia generală este. Străjuit materiale vysokoogneupornymi reactorului alimentat cu gaze naturale și încălzite la 800 ° C cu aer. Prin arderea gazelor naturale produse produse de ardere completă având o temperatură de 1820-1900 ° C, care conține o anumită cantitate de oxigen liber. În produsele cu temperaturi ridicate de ardere completă a materiei prime hidrocarbură lichidă este injectată, cu atenție pre-amestecat și încălzit la 200-300 ° C Piroliza materiei prime are loc la o temperatură controlată strict, care, în funcție de marca de negru de fum produs are valori diferite 1400-1750 ° C

La o anumită distanță de spațiul de alimentare termooxidative reacție este terminată prin injecție de apă. Formată prin piroliza la negru de fum și gazele de reacție intră în încălzitorul de aer, în care ei renunță la o parte din căldura aerului utilizat în proces, temperatura amestecului uglerodogazovoy scade de la 950-1000 ° C până la 500-600 ° C

După răcire la 260-280 ° C prin injecția suplimentară de apă a amestecului de negru de fum și gazele este trimis la filtru sac, în cazul în care negrul de fum este separat de gaz și intră în pâlnia de filtrare. Separat al negrului de fum din filtru buncăr pentru conducta de transport al gazelor este fan fed (suflantelor) într-o unitate de granulare.

Producătorii de negru de fum

Producția mondială de negru de fum este mai mult de 10 milioane de tone. O astfel de cerere mare pentru produsul se datorează în primul rând proprietățile sale unice de armare. industrii sunt locomotivele:

• Aditya Birla Group (India) - aproximativ 15% din piață.
• Cabot Corporation (SUA) - 14% din piață.
• Orion Engineered Carbonii (Luxemburg) - 9%.

Cei mai mari producători de carbon din Rusia:

• Ltd. "Omsktehuglerod" - 40% din piața rusă. Plantele din Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Carbon tehnic Yaroslavl" - 32%.
• SA "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.