Técnica de carbono, a sua preparação

O negro de fumo (GOST 7885-86) – introduzir produtos industriais de carbono, utilizados principalmente na borracha como um material de enchimento, o que reforça as suas propriedades de desempenho benéficos. Em contraste com coque e o passo é quase um negro de carbono na aparência se assemelha.

esfera de aplicação

Aproximadamente 70% do negro de carbono produzido é utilizado para o fabrico de pneus, 20% – para o fabrico de produtos de borracha. Além disso, o carbono técnica é utilizada no fabrico de tintas e tintas de produto, onde serve como um pigmento negro.

Um outro campo de aplicação – a produção de materiais plásticos e a bainha do cabo. Aqui, o produto é adicionado como um enchimento e tornando os produtos de propriedades especiais. Em pequena escala de negro de carbono é utilizado em outras indústrias.

característica

negro de fumo – processo produto compreendendo mais recentes tecnologias e engenharia métodos de controle. Devido à sua pureza e um conjunto restrito de propriedades físicas e químicas, não tem nada a ver com a fuligem formada como subproduto contaminado a partir de carvão e óleo combustível, ou não regulada motores de combustão. De acordo com a classificação internacional geralmente aceite de negro de fumo designada Preto de carbono (carbono negro na tradução do Inglês), negro de carbono em Inglês – fuligem. Ou seja, estes conceitos estão atualmente em nenhuma maneira confusa.

efeito de amplificação devido ao negro de fumo de borracha cheio tinha não menos importante do que as condições de vulcanização de borracha de abertura de enxofre para o desenvolvimento da indústria de borracha. A composições de borracha de carbono de um grande número de ingredientes, em peso, de borracha ocupa a segunda posição. O efeito das propriedades qualitativas de negro de fumo para produtos de borracha consideravelmente maiores do que o principal ingrediente qualitativa – de borracha.

propriedades de reforço

Melhoraram as propriedades físicas de um material de enchimento através da introdução de um denominado reforço (reforço), e tais amplificadores são chamados agentes de enchimento (negro de fumo, sílica precipitada). Entre todos os amplificadores verdadeiramente características únicas de carbono técnico. Mesmo antes da cura que se liga com a borracha, e a mistura não pode ser completamente separado em negro de fumo e da borracha com solventes.

borracha força, derivados dos principais elastómeros:

A tabela mostra as propriedades dos vulcanizados, obtidos a partir de diferentes tipos de borracha não preenchida e cheios com negro de fumo. A partir destes dados pode-se observar como o teor de carbono influencia grandemente a resistência à tracção do componente de borracha. A propósito, outros pós de partículas utilizados em misturas de borracha para conferir a cor desejada ou uma mistura embaratecimento – giz, caulino, talco, óxido de ferro e outros não têm propriedades de reforço.

estrutura

natural de carbono puro – este diamante e grafite. Eles têm a estrutura de cristal significativamente diferentes um do outro. Difracção de raios semelhanças estabelecida na estrutura da grafite natural e o material artificial é negro de carbono. átomos de carbono na forma de grafite grande camadas anulares fundidos sistemas aromáticos, com um espaçamento de 0,142 interatômica nm. Estas folhas de grafite condensados sistemas aromáticos são chamados planos basais. A distância entre os aviões está estritamente definida e é 0,335 nm. Todas as camadas são dispostas em relação paralela um ao outro. densidade da grafite é 2,26 g / ^cm3.

Ao contrário de grafite com uma ordenação tridimensional, de negro de fumo é caracterizado por regularidade apenas duas dimensões. É constituída por aviões de grafite bem desenvolvidos, dispostas aproximadamente paralelas uma à outra, mas deslocada em relação às camadas adjacentes – isto é, orientados aleatoriamente em uma relação normal de avião.

estrutura de grafite em forma comparado com convés empilhados ordenadamente de cartões, e a estrutura do negro de carbono com um baralho de cartas nos quais os cartões são deslocados. É espaçamento interplanar maior do que a grafite e 0,350-0,365 nm. Portanto, a densidade de negro de carbono mais baixo do que o de grafite e é de 1,76-1,9 g / ^cm3, dependendo da classe (geralmente 1,8 g / cm ^3).

coloração

Os negros de pigmentos (corantes) de carbono utilizados na fabricação de tintas de impressão, revestimentos, plásticos, fibras, papel e materiais de construção. Eles são classificados como segue:

• negro de fumo vysokookrashivayuschy (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

A terceira letra indica um processo para a produção de – um forno (F) ou o canal (C). EXEMPLO designações: HCF – vysokookrashivayuschy negros de carbono de fornalha (hiqh Cor da fornalha).

capacidade de coloração do produto está relacionada com o tamanho das suas partículas. Dependendo do seu tamanho de carbono Técnico subdivididos em grupos:

classificação

O negro de fumo para a borracha efeito do grau de reforço é dividido em:

• Vysokousilivayuschy (banda de rodagem, sólido). Fornecida uma maior resistência e resistência à abrasão. O tamanho de partícula é pequeno (18-30 nm). Usado em correias transportadoras, bandas de rodagem de pneus.
• Poluusilivayuschy (estrutura de arame, mole). tamanho de partícula médio (40-60 nm). Usado em diversos produtos de borracha industriais, carcaças de pneus.
• Nizkousilivayuschy. O tamanho de partícula for grande (mais de 60 nm). A indústria de pneus usa é limitado. Ele fornece a força necessária mantendo ao mesmo tempo uma elasticidade elevada nos produtos de borracha.

A classificação completa de negro de fumo são dadas na D1765-03 ASTM standard, adotada por todos os fabricantes mundiais do produto e seus consumidores. classificação É, em particular, é conduzida no intervalo da área superficial específica das partículas:

Produção de carbono

Existem três tecnologia de negro de fumo industrial, que é utilizado num ciclo de combustão incompleta de hidrocarbonetos:

• forno;
• canal;
• tubo;
• plasma.

Há também um método térmico em que a decomposição do gás natural ou acetileno a altas temperaturas.

Numerosas notas obtidas por uma variedade de tecnologias têm várias características.

tecnologia de fabricação

Teoricamente possível obter negro de carbono de todos os métodos acima mencionados, no entanto, mais do que 96% de produto fabricado é preparado por um método de fornalha de alimentação de líquido. O método permite a obtenção de uma variedade de marcas de negro de carbono com um conjunto específico de propriedades. Por exemplo, para o carbono planta Omsk preto usando esta tecnologia for feito mais de 20 carbono marcas pretas.

tecnologia em geral é. Os materiais vysokoogneupornymi reactor revestido fornecido gás natural e aqueceu-se a 800 ° C ar. Ao queimar gás natural produzido produtos de combustão completa com uma temperatura de 1820-1900 ° C, contendo uma certa quantidade de oxigénio livre. Nos produtos de alta temperatura de combustão completa da matéria-prima de hidrocarboneto líquido é injectado, cuidadosamente pré-misturados e aquecidos a 200-300 ° C. A pirólise da matéria-prima ocorre a uma temperatura rigorosamente controlada, que, dependendo do tipo de negro de fumo produzido tem os valores diferentes 1400-1750 ° C.

A uma determinada distância a partir do espaço de alimentação termooxidativa reacção é terminada por injecção de água. Formado por pirólise do negro de fumo e os gases da reacção de entrar no aquecedor de ar, em que eles dão-se parte do seu calor para o ar usado no processo, a temperatura da mistura uglerodogazovoy cai de 950-1000 ° C a 500-600 ° C.

Depois de arrefecer até 260-280 ° C por meio da injecção adicional de água a mistura de negro de fumo e os gases são enviados para o filtro de saco, em que o negro de carbono é separado do gás e entra no funil de filtro. O negro de carbono separado do filtro de funil para conduta de transporte de gás é alimentado ventilador (ventiladores) numa unidade de granulação.

Fabricantes de negro de fumo

A produção mundial de negro de fumo é mais de 10 milhões de toneladas. Tal uma grande demanda para o produto é principalmente devido às suas propriedades de reforço únicas. indústrias locomotivas são:

• Aditya Birla Group (Índia) – cerca de 15% do mercado.
• Cabot Corporation (EUA) – 14% do mercado.
• Orion Engineered carbonos (Luxemburgo) – 9%.

Os maiores produtores de russo de carbono:

• Ltd. "Omsktehuglerod" – 40% do mercado russo. Plantas em Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Yaroslavl carbono técnico" – 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" – 17%.