Технический углерод

Технический углерод (подтипы - ацетиленовая сажа, канальная сажа, топочная сажа, ламповая сажа и термическая сажа) - это материал, получаемый в результате неполного сгорания тяжелых нефтепродуктов, таких как смола FCC, каменноугольная смола или смола крекинга этилена.
Технический углерод представляет собой форму паракристаллического углерода с высоким отношением площади поверхности к объему, хотя и более низким, чем у активированного угля.
Он отличается от сажи своим гораздо более высоким отношением площади поверхности к объему и значительно более низким (незначительным и небиодоступным) содержанием полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).
Однако технический углерод широко используется в качестве модельного соединения для дизельной сажи в экспериментах по окислению дизельного топлива.

Технический углерод в основном используется в качестве армирующего наполнителя в шинах и других резиновых изделиях. В пластмассах, красках и чернилах технический углерод используется в качестве цветного пигмента.

Технический углерод, хотя и состоит в основном из элементарного углерода, обычно объединяется с неорганическими пигментами и является общим названием для широкого спектра тонкодисперсных углеродистых пигментов, получаемых путем частичного сгорания или термического разложения жидкого или газообразного углеводородного сырья в контролируемых условиях.
Наиболее важные из них получают из природного газа и в зависимости от способа производства классифицируются как канальная или топочная сажа.

Углеродная сажа - это черный пигмент, который использовался в широком спектре областей, таких как газетная краска, типографская краска, цветная смола, краска, тонер, цветная бумага, индийские чернила и керамика.
Доступны различные сорта технического углерода, от универсального до высококачественного. Кроме того, в нашу линейку продуктов входят промышленные и экологически чистые сажи.

Номер CAS 1333-86-4

Технический углерод - это мелкодисперсный углеродный пигмент, получаемый в виде сажи в результате неполного сгорания многих различных типов органических материалов, таких как фруктовые косточки, стебли виноградной лозы, шелуха, кости, слоновая кость, пробка, смолы, природный газ или масло.
Пигменты технического углерода использовались с древних времен.
Уголь собирается в виде остатков древесного угля или, в случае с Lampblack, в виде остатков дыма.
Технический углерод обычно представляет собой тонкий, мягкий черный порошок, но некоторые сажи содержат минеральные примеси и смолистые углеводороды, которые придают ему голубоватый, красноватый или коричневатый оттенок.
Он очень стабилен и не подвержен действию света, кислот и щелочей. Он поглощает ультрафиолетовое излучение и обладает очень хорошими укрывистыми свойствами.
Технический углерод плохо сохнет в масляных красках, но обычно используется в чернилах для печати и литографии, а также в китайских чернильных стержнях.
В промышленности технический углерод используется в качестве фильтрующего материала и наполнителя / пигмента в покрытиях, резине, пластмассах, красках, копировальной бумаге и мелках.
В качестве наполнителя технический углерод повышает стойкость к истиранию и увеличивает электропроводность. Около четверти веса стандартной автомобильной шины составляет технический углерод.

Углеродная сажа используется в резиновых пастах для улучшения механических свойств, повышения жесткости и придания черного цвета.


Технический углерод - это общее название семейства мелких, в основном аморфных или паракристаллических частиц углерода, сросшихся в агрегаты различных размеров и форм, и представляет собой модификацию углерода с высоким отношением площади поверхности к объему.
Технический углерод образуется в газовой фазе в результате термического разложения углеводородов из различных источников и, таким образом, промышленно производится в виде сотен определенных промышленных сортов, которые различаются по размеру первичных частиц, размеру и форме агрегатов, пористости, а также площадь поверхности и химия.
Свойства можно точно контролировать, изменяя тип процесса и условия процесса.
Это отличает технический углерод от других форм сажи, поскольку это термин, обозначающий в основном нежелательные, иногда опасные твердые побочные продукты углерода в результате неконтролируемого сгорания углеродсодержащего материала.
Технический углерод в основном используется в качестве армирующего наполнителя в шинах и других резиновых изделиях.


Другие названия
Ацетиленовый черный; Канал черный; Печь черная; Лампа черная; Термальный черный; C.I. Пигмент Черный 6

Номер CAS: 1333-86-4

Номер ЕС: 215-609-9
Номер E: E152 (цвета)

Характеристики
Молярная масса: 12,011 г · моль − 1.
Внешний вид: черный твердый
Плотность: 1,8-2,1 г / см3 (20 ° C)
Растворимость в воде: практически не растворим.


Приложения
Краска (высококачественная, промежуточная, универсальная, тонирующая)
Краски для печати (коммерческие офсетные литографические чернила, газетные чернила, чернила для фотогравюры, акварельные чернила)
Цветная смола (полиолефин, стирольная смола, винилхлорид, инженерные пластмассы)
Тонер
Предотвращение деградации, вызванной ультрафиолетом
Керамика


Опасности
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD50 (средняя доза)> 15400 мг / кг (перорально, крыса)
3000 мг / кг (кожный, кролик)

Общее использование
Чаще всего (70%) технический углерод используется в качестве пигмента и армирующей фазы в автомобильных шинах.
Технический углерод также помогает отводить тепло от протектора и области ремня шины, уменьшая термическое повреждение и увеличивая срок службы шины.
Около 20% мирового производства приходится на ремни, шланги и другие резиновые изделия, не относящиеся к шинам.
Весы в основном используются в качестве пигмента в чернилах, покрытиях и пластмассах.

Технический углерод добавляется к полипропилену, потому что он поглощает ультрафиолетовое излучение, которое в противном случае вызывает разрушение материала.
Частицы сажи также используются в некоторых материалах, поглощающих радары, в тонере для фотокопировальных аппаратов и лазерных принтеров, а также в других чернилах и красках. Высокая способность к окрашиванию и стабильность технического углерода также позволили использовать его при окрашивании смол и пленок [5]. Технический углерод используется в различных приложениях для электроники. Технический углерод, являющийся хорошим проводником электричества, используется в качестве наполнителя при добавлении пластмасс, эластомеров, пленок, клеев и красок [5]. Используется в качестве антистатической присадки в крышках и трубках автомобильных топливных баков.

Технический углерод растительного происхождения используется в качестве пищевого красителя, известного в Европе как добавка E153.
Он одобрен для использования в качестве добавки 153 (технический углерод или растительный углерод) в Австралии и Новой Зеландии, но запрещен в США.
Цветной пигмент технический углерод уже много лет широко используется в упаковке продуктов питания и напитков.
Он используется в многослойных бутылках для ультрапастерированного молока в США, некоторых странах Европы и Азии, а также в Южной Африке, а также в таких изделиях, как подносы для еды в микроволновой печи и подносы для мяса в Новой Зеландии.

В ходе обширного обзора технического углерода, проведенного правительством Канады в 2011 году, был сделан вывод о том, что технический углерод может и далее использоваться в продуктах, в том числе в упаковке пищевых продуктов для потребителей, в Канаде. Это произошло потому, что «в большинстве потребительских товаров технический углерод связан в матрице и недоступен для воздействия, например, в качестве пигмента в пластмассах и каучуках» и «предполагается, что технический углерод не попадает в окружающую среду в количестве или концентрациях или ниже. условия, которые представляют или могут представлять опасность в Канаде для жизни или здоровья человека »[8].

В Австралазии цветной пигментный технический углерод в упаковке должен соответствовать требованиям ЕС или США в отношении упаковки.
Если используется какой-либо краситель, он должен соответствовать европейскому частичному соглашению AP (89) 1. [9]

Общий объем производства в 2006 году составил около 8 100 000 метрических тонн (8 900 000 коротких тонн).
Ожидается, что в 2015 году мировое потребление технического углерода, оцениваемое в 13,2 миллиона метрических тонн на сумму 13,7 миллиарда долларов США, достигнет 13,9 миллиона метрических тонн на сумму 14,4 миллиарда долларов США в 2016 году.

Прогнозируется, что в период с 2016 по 2022 год глобальное потребление будет поддерживать CAGR (совокупный годовой темп роста) на уровне 5,6%, достигнув к 2022 году 19,2 млн метрических тонн на сумму 20,4 млрд долларов США.

Армирующий технический углерод
Наибольшее количество технического углерода используется в качестве армирующего наполнителя в резиновых изделиях, особенно в шинах.
В то время как чистая резина, полученная вулканизацией стирол-бутадиена, имеет предел прочности на разрыв не более 2 МПа и незначительную стойкость к истиранию, добавление в нее 50 мас.% Углеродной сажи улучшает ее прочность на разрыв и износостойкость, как показано в таблице ниже.
Он часто используется в аэрокосмической промышленности в эластомерах для компонентов контроля вибрации самолетов, таких как опоры двигателя.

Некоторые типы технического углерода, используемые в шинах, пластмассах и красках.


ame Abbrev. ASTM
назн. Частицы
Размер
нм Растяжение
сила
Относительное МПа
лаборатория
истирание Относительное
дорожная одежда
истирание
Суперабразивная печь SAF N110 20–25 25,2 1,35 1,25
Промежуточный SAF ISAF N220 24–33 23,1 1,25 1,15
Высокоабразивная печь HAF N330 28–36 22,4 1,00 1,00
Канал простой обработки EPC N300 30–35 21,7 0,80 0,90
Быстрая экструзионная печь FEF N550 39–55 18,2 0,64 0,72
Высокомодульная печь HMF N660 49–73 16,1 0,56 0,66
Полуармированная печь SRF N770 70–96 14,7 0,48 0,60
Fine Thermal FT N880 180–200 12,6 0,22 -
Среднетермический MT N990 250–350 9,8 0,18


Практически во всех резиновых изделиях, для которых важны свойства растяжения и абразивного износа, используется технический углерод, поэтому они имеют черный цвет.
В тех случаях, когда важны физические свойства, но желательны цвета, отличные от черного, например, белые теннисные туфли, углеродная сажа заменяется осажденным или коллоидным диоксидом кремния. Наполнители на основе диоксида кремния также завоевывают долю рынка автомобильных шин, поскольку они обеспечивают лучший компромисс между топливной экономичностью и управляемостью на мокрой дороге за счет более низких потерь при качении. Традиционно наполнители из диоксида кремния имели худшие свойства истирания при истирании, но технология постепенно улучшалась до такой степени, что они могут соответствовать характеристикам абразивного износа сажи.

Пигмент
Технический углерод (Color Index International, PBK-7) - это название распространенного черного пигмента, традиционно производимого из обугленных органических материалов, таких как дерево или кость.
Он кажется черным, потому что отражает очень мало света в видимой части спектра с близким к нулю альбедо.
Фактическое альбедо варьируется в зависимости от исходного материала и метода производства.
Он известен под разными названиями, каждое из которых отражает традиционный метод производства технического углерода:

Черный цвет слоновой кости традиционно производился путем обугливания слоновой кости или костей (см. Костяной уголь).
Черную виноградную лозу традиционно производили путем обугливания высушенных виноградных лоз и стеблей.
Ламповый черный традиционно производился путем сбора сажи из масляных ламп.
Все эти типы технического углерода широко использовались в качестве красок с доисторических времен.
Рембрандт, Вермеер, Ван Дайк, а в последнее время Сезанн, Пикассо и Мане использовали в своих картинах пигменты сажи.
Типичный пример - "Музыка в Тюильри" Мане, где черные платья и мужские шляпы окрашены в черный цвет слоновой кости.

Новые методы производства технического углерода в значительной степени вытеснили эти традиционные источники.
В кустарных целях сажа, произведенная любыми способами, остается обычным явлением.

Поверхность и химия поверхности
Все углеродные сажи имеют хемосорбированные кислородные комплексы (т.е. карбоксильные, хиноновые, лактоновые, фенольные группы и другие) на своей поверхности в различной степени в зависимости от условий производства.
Эти поверхностные кислородные группы все вместе называются летучими компонентами.
Он также известен как непроводящий материал из-за содержания летучих веществ.

Промышленность по производству покрытий и красок отдает предпочтение сортам углеродной сажи, которые окисляются кислотой.
Кислота распыляется в высокотемпературных сушилках во время производственного процесса, чтобы изменить характерный химический состав поверхности сажи.
Количество химически связанного кислорода на поверхности сажи увеличивается для улучшения эксплуатационных характеристик.

Безопасность
Канцерогенность
Технический углерод считается, возможно, канцерогенным для человека и классифицируется как канцероген Группы 2B, поскольку имеется достаточно доказательств на экспериментальных животных с недостаточными доказательствами в эпидемиологических исследованиях на людях.
Доказательства канцерогенности в исследованиях на животных получены в двух исследованиях хронической ингаляции и двух исследованиях интратрахеальной инстилляции на крысах, которые показали значительно повышенную частоту рака легких у подвергшихся воздействию животных.
Исследование ингаляций на мышах не показало значительного повышения частоты рака легких у животных, подвергшихся воздействию.
Эпидемиологические данные получены из трех когортных исследований рабочих, занятых в производстве технического углерода.
Два исследования, проведенные в Великобритании и Германии, с участием более 1000 сотрудников в каждой исследовательской группе, показали повышенную смертность от рака легких.
Третье исследование с участием более 5000 рабочих сажи в Соединенных Штатах не показало повышенной смертности.
Последние данные об увеличении смертности от рака легких в обновленном исследовании, проведенном в Великобритании, предполагают, что технический углерод может быть канцерогеном на поздней стадии.
Однако более недавнее и более крупное исследование, проведенное в Германии, не подтвердило эту гипотезу.

Профессиональная безопасность
Существуют строгие правила, которые гарантируют, что сотрудники, производящие технический углерод, не подвергаются риску вдыхания небезопасных доз технического углерода в необработанном виде.
Для защиты рабочих от вдыхания сажи рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания.
Рекомендуемый тип защиты органов дыхания зависит от концентрации используемой сажи.

Люди могут подвергаться воздействию технического углерода на рабочем месте при вдыхании и контакте с кожей или глазами.
Управление по охране труда и здоровья (OSHA) установило допустимый предел (допустимый предел воздействия) для воздействия сажи на рабочем месте на уровне 3,5 мг / м3 в течение 8-часового рабочего дня.
Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установил Рекомендуемый предел воздействия (REL) 3,5 мг / м3 в течение 8-часового рабочего дня.
При уровне 1750 мг / м3 технический углерод сразу же опасен для жизни и здоровья.


ПИГМЕНТНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ ЧЕРНИ
Использование технического углерода для пигментации - это метод, который использовался людьми с ранних цивилизаций.
Первоначально технический углерод использовался только для окрашивания чернил, но этот метод получил дальнейшее развитие и по сей день.
В частности, с цветами очень важно достичь точного оттенка черного.
Во многих приложениях технический углерод используется в качестве черного пигмента для получения спектра от серого до темно-черного.

Изменяя различные свойства технического углерода, можно достичь определенных требуемых свойств конечного продукта, таких как сила тонирования, чернота, вязкость, оттенок, стойкость к ультрафиолетовому излучению и диспергируемость.

Большинство пигментных сажей производится в процессе производства технического углерода в печи, так как этот производственный процесс предоставляет самые широкие возможности для изменения 3 основных свойств технического углерода: размер первичных частиц, площадь поверхности и структуру технического углерода, адаптированные к желаемому применению. .
Новые чернила, покрытия и полимерные составы постоянно повышают требования к характеристикам технического углерода.

Черный цвет лампы также популярен благодаря своему голубоватому оттенку.
Голубоватый оттенок очень популярен при производстве черного или серого цвета из-за многогранных вариаций, которые в результате этого возникают.
Пигментные сажи обычно относятся к неорганическим пигментам.


Технический углерод состоит из мелких частиц, состоящих в основном из углерода.
Различные характеристики технического углерода регулируются при производстве путем частичного сжигания масла или газов.
Технический углерод широко используется в различных областях, от черного красящего пигмента газетных красок до электропроводящего агента в высокотехнологичных материалах.


Сажа, похожая на технический углерод, использовалась для письма на папирусе в Древнем Египте и на бамбуковых полосках в Древнем Китае.
Производство технического углерода стало разновидностью надомного производства примерно в то время, когда во втором веке был основан метод производства бумаги.
Затем он стал широко использоваться в промышленности после того, как был произведен канальным способом в 1892 году и методом масляной печи в 1947 году.

Применение технического углерода
Большое количество технического углерода используется в основном в шинах в качестве отличного армирования резины.
Технический углерод также является отличным красителем в качестве черного пигмента и поэтому широко используется для печатных красок, красок на основе смол, красок и тонеров.
Кроме того, технический углерод используется в различных других применениях в качестве электропроводящего агента, включая антистатические пленки, волокна и гибкие диски.

Технический углерод использовался в качестве пигмента с давних времен.
Технический углерод получают путем нагрева древесины или другого растительного материала при очень ограниченном притоке воздуха.
Палки древесного угля использовались для рисования художниками всех периодов, и следы их работы можно найти на нижнем слое картин.
Технический углерод использовался как в масле, так и в акварели.
Технический углерод сегодня используется в тонерах для копировальных аппаратов и лазерных принтеров.
Технический углерод легко приготовить и обладает отличной укрывистостью.
Технический углерод - это просто общее название черного пигмента, традиционно производимого из обугленных органических материалов, таких как дерево.
Существует множество разновидностей названий, каждое из которых отражает традиционный метод производства определенного вида технического углерода.

Наиболее важные из них:

Черную виноградную лозу традиционно производили путем обугливания высушенных виноградных лоз и стеблей.

Ламповая сажа традиционно производилась путем сбора сажи, также известной как сажа, из масляных ламп.

Названия технического углерода:
Альтернативные названия: угольно-черный, виноградный черный, ламповый черный
Происхождение слова: Название «Технический углерод» происходит от латинского карб = древесный уголь.

Неанглийские имена:
Немецкий французский итальянский
Pflanzenschwarz noir de charbon nero carbone (сажа), nero di lampada (черная лампа), nero di vite (черная виноградная лоза)
Происхождение: растение и искусственное
Химическое название: Аморфный углерод.

Технический углерод, любая из группы сильно черных мелкодисперсных форм аморфного углерода, обычно получаемых в виде сажи при частичном сжигании углеводородов, используемой в основном в качестве усиливающих агентов в автомобильных шинах и других резиновых изделиях, а также как чрезвычайно черные пигменты с высокой укрывистостью. в типографских красках, красках и копировальной бумаге.
Технический углерод также используется в защитных покрытиях, пластмассах и резисторах для электронных схем.
В качестве армирующего наполнителя он значительно увеличивает сопротивление износу и истиранию.
Около четверти веса стандартной автомобильной шины составляет технический углерод.
В шины транспортных средств, на которых необходимо избегать накопления электростатического заряда, таких как грузовики с нефтью и операционные тележки в больницах, добавляется еще больше технического углерода, чтобы резина стала электрически проводящей.


Технический углерод используется во многих продуктах и ​​изделиях, которые мы используем и видим вокруг нас ежедневно, например:


Каучуки
Пластмассы
Покрытия
Шины
Чернила


Приложения
Вяжущие материалы
Монолитный бетон
Предварительно отлитый, откидной
Плиты по классу
Асфальтоукладчики
Черепица
Лепнина, гипс
Литой камень

Таким образом, требования к углеродной саже различны для каждого применения и влияют на конкретные свойства в конечном применении.

Для рынка покрытий доступен широкий спектр марок технического углерода. Это может затруднить выбор наиболее подходящей сажи для вашего конечного применения.

Например, если вы хотите получить автомобильную краску с синим оттенком, выбранная сажа будет иметь высокую насыщенность. Однако обычно эти типы сажи труднее всего правильно диспергировать до желаемого размера частиц.

Производители технического углерода решают эти проблемы путем разработки специальных марок технического углерода, поверхность которых модифицирована и / или предварительно обработана для преодоления этих трудностей.

Основные свойства технического углерода

Размер первичных частиц

Первым параметром, который следует учитывать, является размер первичных частиц сажи. Размер первичных частиц может варьироваться от 15 нм до 300 нм. Некоторые топочные сажи имеют размер частиц даже 8 нм.

Размер частицы
Размер первичных частиц технического углерода


Мелкие частицы приводят к более сильной струе из-за большой площади поверхности. Они также предоставляют:

Лучшая атмосферостойкость
УФ-стойкость
Лучшая проводимость

С другой стороны, меньший размер частиц приводит к более высокой вязкости и требует больше энергии для диспергирования. Эти типы обычно имеют голубоватый оттенок и используются в автомобильной промышленности, где требуется высокая степень насыщенности.

Принимая во внимание, что более высокие размеры частиц улучшают вязкость и свойства диспергируемости в пределах области применения. Они имеют более коричневатый оттенок и, как правило, больше подходят для применения в резине и шинах.


Состав

Уже в процессе производства из первичных частиц образуются агрегаты. Структура технического углерода определяется:

Как формируются агрегаты?
Уровень филиалов в агрегатах.


Химия поверхности

Другой важный аспект технического углерода - химия поверхности. В зависимости от производственного процесса функциональные группы на поверхности технического углерода будут разными. Тип и количество функциональных групп будут играть большую роль в сродстве к приложению, которое они используют.

В общем, когда говорят о химии поверхности, имеется в виду уровень кислородсодержащих групп на поверхности. В некоторых случаях сажа дополнительно окисляется для увеличения количества кислородсодержащих групп на поверхности.

В частности, в чернилах и покрытиях это будет полезно для улучшения диспергируемости, смачивания пигмента, реологии и общих характеристик выбранной системы.

Сила оттенка

Сила оттенка - это отношение, выраженное в единицах оттенка, отражательной способности стандартной пасты к образцу пасты, как приготовленных, так и испытанных в определенных условиях.

Как описано в методе испытаний ASTM D 3265-19b, пасту сажи и оксида цинка готовят либо с использованием автоматического аппарата Мюллера, либо с помощью Speedmixer® (DAC 150 FVZ).

Для приготовления пасты из технического углерода и оксида цинка используется заранее определенное сырье, такое как:

Промышленный эталонный оттенок черного (ITRB2)
Оксид цинка специфический (лот № 11), и
Greenflex ESO (эпоксидированное соевое масло) 3

Эталонная паста установлена ​​как 100, и все использованные сажи сравниваются с этой пастой. Это означает, что когда сажа имеет силу тонирования 80, она будет давать менее черный цвет при использовании того же количества.


Jetness

Яркость (Mc) - это черный цвет, зависящий от цвета. Ориентировочно он измеряется как b * с помощью колориметра (где b * напрямую связано с L-значением), и его не следует путать с чернотой. На яркость напрямую влияет размер первичных частиц.

Чем меньше размер первичных частиц, тем выше яркость.

С другой стороны, чернота - это степень черноты, напрямую связанная с отражательной способностью. В случае пигментов с высокой степенью насыщенности она может быть даже ниже 1%.

Как правило, чернота определяется в соответствии с процедурой DIN 55979 - определение содержания сажи в углеродной саже, где измеряется остаточное отражение. В этом методе чернота используется как показатель насыщенности.

Сочетание черноты и яркости подскажет подтон, где:

 Комбинация черноты / яркости Цвет полутона
Чернота> Темно-коричневый
Blackness = Jetness Neutral
Чернота <Jetness Blue

Проводимость

На рынке представлены различные виды технического углерода, которые могут обеспечивать антистатические или проводящие свойства. Основными свойствами, которые будут влиять на проводящие свойства технического углерода, являются:

Удельная поверхность
Состав
Химия поверхности

Большинство проводящих саж, доступных на рынке, имеют большую площадь поверхности и структуру и могут содержать значительный объем микропор.

Электропроводность измеряется удельным сопротивлением поверхности проводящей пленки, выраженным в Ом / квадрат или объемным удельным сопротивлением Ом-см.

Лучшая проводимость проводящей сажи поможет добавить соответствующую загрузку сажи для достижения минимально необходимого удельного поверхностного сопротивления для данного применения.

Поверхностное сопротивление
Удельное поверхностное сопротивление в Ом / квадрат

При окончательном выборе, чтобы подготовить проводящее или рассеивающее покрытие, необходимо найти баланс свойств технического углерода. Поскольку большая площадь поверхности даст вам более проводящее покрытие, но эти сажи, следовательно, имеют более высокий показатель поглощения масла, что приводит к использованию большего количества связующих или смачивающих агентов для оптимального диспергирования, и требуется больше энергии для диспергирования сажи для достижения желаемый размер частиц. Кроме того, требуемый уровень удельного поверхностного сопротивления будет определять необходимое количество технического углерода.

Узнав о производственных процессах и свойствах технического углерода, давайте рассмотрим параметры, которые следует учитывать при выборе технического углерода для конкретных покрытий и применений чернил.


Выбор правильного сорта технического углерода для вашего приложения

Что касается нанесения покрытий, нам необходимо учитывать следующие параметры:

Колеровочная сила
Jetness
Легкость использования
Время диспергирования
Нагрузка дисперсией
Вязкость
Физическая форма: порошок или гранулы.
Цена
Окончательные требования к заявке, такие как:
Косвенный контакт с пищевыми продуктами
Защита от ультрафиолета
Проводимость

В таблице ниже представлен обзор различных доступных типов:

Тип технического углерода Описание Примеры
Высокий цвет Наивысшая яркость
Raven 2800 Ultrab
EMPEROR® 2000 (для WB) a
EMPEROR® 1200 (для SB) a
Цвет черный FW 255c
# 2650e
Тайшань HC8610f
Средний цвет Средне-высокая степень насыщенности для масстоуна
MONARCH® 800 или 100a
Printex® F 80c
# 1000e
Низкая вязкость Обеспечивает хорошую стабильность и диспергируемость
МОГУЛ® Ла
Универсальный универсальный сорт для колеровки и мастонирования.
MONARCH® 570a
Hiblack® 900Lc
Тонирование Обеспечивает высокую стойкость оттенка и желаемый оттенок
Ворон 16б
MONARCH® 120a
Проводящий проводящий технический углерод
VULCAN® XC72Rb
Hiblack® 40B2c
Printex® 85c
Окисление обработанной поверхности для обеспечения лучшей диспергируемости, высокого содержания летучих, кислого pH
Raven 5000 Ultra IIb
Цвет черный FW 310c
КАК -103г
Контакт с пищевыми продуктами Косвенный контакт с пищевыми продуктами - постановление FDA
Ворон FC1b
ЧЕРНЫЙ ЖЕМЧУГ® 4750a
Printex® F 80c
Рекуперированная техническая сажа, регенерированная пиролизом каучука, с высоким содержанием золы
NEPtune i120d
а: Кэбот; б: Бирла Карбон; c: Orion Engineerd Carbons; г: Черный медведь; е: Мицубиси Кемикал; f: ShanDOng Emperor-Taishan Carbon; g: Весенний зеленый

Ворон от Birla Carbon


Технический углерод в резинах и шинах

Официальная классификация технического углерода, используемого в каучуках, описана в ASTM D17651.

Первая цифра указывает размер частиц, где
Серия N100 имеет самый маленький размер частиц 11-19 нм (средний).
Серия N900 имеет самый большой размер частиц 201-500 нм (средний).
Вторая и третья цифры являются произвольными числами, но могут использоваться для описания функциональности или структуры сажи.

Здесь N означает «нормальное» отверждение резиновой смеси.

Канальный технический углерод (преимущественно) медленно отверждается, и эти сорта технического углерода обозначены префиксом S.

В шинах используются в основном типы от N115 до N375, и все они вносят определенный вклад в конечные характеристики шины.

Для вкладышей в шинах используется технический углерод с большим размером частиц от N660 до N990.
Для технических каучуков, как правило, используются частицы большего размера, начиная с N550 с определенной добавкой N3030.


Технический углерод в пластмассах

В пластмассах технический углерод обеспечивает три основных свойства:

Цвет
Защита от ультрафиолета
Проводимость

Технический углерод используется для производства маточных смесей, которые в дальнейшем используются при окончательной подготовке пластмасс. Во время производства маточной смеси углеродная сажа должна обладать хорошими тонирующими свойствами, что приводит к желаемому цвету с минимальным использованием углеродной сажи с хорошей диспергируемостью, обеспечивая низкую энергию, необходимую для обеспечения хорошего диспергирования углеродной сажи.

Когда маточная смесь используется для окончательного применения, сажа должна легко растекаться от базового полимера для получения равномерного результата с хорошей разбавляемостью.


Регулирование контакта с пищевыми продуктами

Для определенных применений необходимы специальные сажи, которые соответствуют правилам контакта с пищевыми продуктами, установленным FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США).

Применимые требования к чистоте для соответствия правилам FDA США:

Общее количество ПАУ не должно превышать 0,5 ppm.
Бензо (а) пирен не должен превышать 5,0 частей на миллиард.

В результате нового уведомления о контакте с пищевыми продуктами (FCN), представленного Кэботом в FDA (FCN 1789), специальные углеродные сажи, соответствующие требованиям FDA, могут использоваться в качестве красителя для полимеров без определенного верхнего предела.

Постановление Комиссии ЕС № 10/2011 применимо во всех странах Европейского Союза.

Требования к чистоте и спецификации соответствия:

Толуольный экстракт ≤ 0,1% 2
Экстинкция циклогексана при 386 нм <0,02 для ячейки 1 см или <0,1 для ячейки 5 см
Бензо (а) пирен ≤ 0,25 мг / кг (250 частей на миллиард)
Первичные частицы 10-300 нм, агрегаты 100-1200 нм, агломераты 300 нм +
В конечном продукте, контактирующем с пищевыми продуктами, допускается не более 2,5% сажи по весу.

Технический углерод - это коммерческая форма твердого углерода, которая производится в строго контролируемых процессах для производства специально сконструированных агрегатов углеродных частиц, которые различаются по размеру частиц, размеру агрегатов, форме, пористости и химическому составу поверхности. Технический углерод обычно содержит более 95% чистого углерода с минимальным количеством кислорода, водорода и азота.

В процессе производства частицы технического углерода имеют размер от 10 нм до примерно 500 нм. Они сливаются в цепочечные агрегаты, которые определяют структуру отдельных марок технического углерода.

Что такое технический углерод
Технический углерод используется в различных группах материалов для улучшения их физических, электрических и оптических свойств. В наибольшей степени он используется в качестве усиливающей и улучшающей добавки в резиновых изделиях.

В составе резиновых смесей натуральные и синтетические эластомеры смешиваются с техническим углеродом, элементарной серой, технологическими маслами и различными химическими веществами для обработки органических веществ, а затем нагреваются для производства широкого спектра вулканизированных резиновых изделий. В этих применениях технический углерод обеспечивает усиление и улучшает упругость, сопротивление разрыву, проводимость и другие физические свойства.

Технический углерод - наиболее широко используемый и экономичный усиливающий агент для каучука (обычно называемый каучуковым техническим углеродом) в компонентах шин (например, протекторах, боковинах и внутренних покрытиях), в резинотехнических изделиях (MRG), включая резинотехнические изделия, мембраны. кровля, автомобильные резиновые детали (такие как системы уплотнений, шланги и антивибрационные детали) и резинотехнические изделия общего назначения (такие как шланги, ремни, прокладки и уплотнения).

Применение технического углерода
Помимо армирования резиной, технический углерод используется в качестве черного пигмента и добавки для улучшения характеристик материала, включая проводимость, вязкость, контроль статического заряда и защиту от ультрафиолета. Этот тип углеродной сажи (обычно называемой специальной углеродной сажей) используется во множестве применений в лакокрасочной, полимерной и полиграфической промышленности, а также в различных других специальных применениях.

Фактически, после удаления масла и удаления золы в результате пиролиза шин мы можем получить техническую сажу высокой чистоты, которую можно использовать для изготовления цветных маточных смесей, цветных паст, масляных чернил и в качестве вызывающих привыкание пластмассовых и резиновых изделий. Кроме того, после активации сажа станет хорошим материалом для производства активированного угля.

В лакокрасочной промышленности обработанные мелкодисперсные частицы технического углерода являются ключом к краскам глубокого сажа. Автомобильная промышленность требует наивысшей интенсивности черного из черных пигментов и голубоватого оттенка.


Технический углерод находит широкое применение в различных отраслях промышленности.

Этим требованиям удовлетворяют углеродные сажи с малым размером частиц. Более грубая сажа, которая имеет более коричневатый оттенок, обычно используется для колеровки и незаменима для получения желаемого серого оттенка или цветового оттенка.

В полимерной промышленности мелкодисперсная сажа используется для получения темно-черного цвета. Основным атрибутом углеродной сажи является ее способность поглощать вредный ультрафиолетовый свет и преобразовывать его в тепло, тем самым делая полимеры, такие как полипропилен и полиэтилен, более устойчивыми к разрушению УФ-излучением от солнечного света. Специальная сажа также используется в полимерной изоляции для проводов и кабелей. Specialty Carbon Black также улучшает изоляционные свойства полистирола, который широко используется в строительстве.

В полиграфической промышленности технический углерод используется не только в качестве пигмента, но и для достижения необходимой вязкости для оптимального качества печати. Последующая обработка технического углерода позволяет эффективно использовать связующие в чернилах для достижения оптимальных свойств системы. Новые специальные углеродные сажи разрабатываются на постоянной основе и вносят свой вклад в развитие инноваций в области безударной печати.

Описание пигментной сажи

Пигмент Технический углерод относится к использованию пигмента в качестве красителя в красках, чернилах, пластмассах, химических веществах и химикатах для кожи.


 

1. Введение

Обычно делятся на три категории высокого, среднего и низкого цвета. (HCC), черный с высоким содержанием пигмента (HCF), черный в резервуаре для пигмента (MCC), черный в резервуаре для пигмента (MCF), черный в резервуаре для обычного пигмента (HCC), черный в ячейке с высоким содержанием пигмента (HCF) RCC), черный в резервуаре для обычного пигмента ( RCF) и печной сажи с низким содержанием пигментов (LCF). Технический углерод для окрашивания пигментов в чернилах, красках, красках и т.п. По интенсивности цвета (или черноты) и размеру частицы обычно делятся на углеродную сажу с высоким содержанием пигментов, сажу со средним содержанием углерода, сажу с обычным пигментом и сажу с низким содержанием пигментов. В основном контактным способом и производством мазутных печей.

Технический углерод - один из старейших промышленных материалов. Раннее использование можно проследить до древнего Китая, первых египтян и Индии. Первоначальный спрос на технический углерод был обусловлен изобретением печатного станка в пятнадцатом веке. Открытие в начале девятнадцатого века того факта, что технический углерод усиливает натуральный каучук и, таким образом, значительно увеличивает долговечность шин, продвинуло этот материал в современную эпоху.

 

Сегодня технический углерод присутствует во всех аспектах современной жизни. Он используется в чернилах для струйных принтеров, как усилитель для натурального и синтетического каучука, как активный агент в электропроводящих пластиках, а также в качестве пигмента и тонирующего средства в красках, покрытиях, газетных чернилах и косметике. Технический углерод в современном мире используется повсеместно.

 

Производство
 

Существует три важных процесса производства технического углерода: печной процесс, канальный процесс и ацетиленовый процесс.
Печный процесс является наиболее распространенным, составляя более 80% от общей мощности. Продукты, изготовленные с помощью каждого процесса, обладают уникальными характеристиками.
Например, ацетиленовый процесс дает технический углерод с очень низкой структурой (сложностью частиц) и более высоким содержанием графита, чем те, которые производятся в печи.
Остальная часть этого обзора будет сосредоточена на углеродной саже, произведенной печным способом.

 

Хотя есть различия между множеством процессов, все они включают сжигание топлива в контролируемой атмосфере.
В процессе печи «остаточные» или «декантные» масла, которые представляют собой фракции с низким содержанием фракций в процессе переработки нефти, сжигаются в контролируемой атмосфере при высоких температурах.
Типичные температуры обработки находятся в диапазоне от 800 ° C до 1200 ° C.
Лучший способ представить себе реактор сажи - это представить очень большую паяльную лампу в керамической трубке с контролируемым уровнем кислорода.
Если присутствует слишком много кислорода, происходит образование сажи.

 

В процессе топки топливо распыляется и отправляется в реакционную камеру, где начинается карбонизация.
Уровень кислорода поддерживается ниже уровня образования сажи.
Распыленное топливо вступает в реакцию для удаления неуглеродных материалов, после чего атомы углерода начинают связываться с ближайшими соседями внутри капли, начиная процесс затвердевания. Именно эта карбонизированная капля образует самую фундаментальную частицу сажи, называемую «первичной частицей». По мере того, как капля карбонизирующего топлива покидает реакционную камеру и продвигается вниз по пути печи, она может вступать в контакт с другими каплями карбонизирующего топлива, и при соответствующих условиях они связываются, образуя «агрегат» сажи. Первичные частицы технического углерода плавятся, образуя сросшуюся массу. Частицу агрегата сажи можно рассматривать как «гроздь» винограда. Каждый отдельный виноград - это первичная частица, а «гроздь» - агрегатная частица.

 

Агрегаты движутся вниз по пролету реактора. Во время этого полета реакцию можно остановить добавлением воды или контролем температуры.
Оба используются для выборочного изменения химического состава поверхности, размера и сложности агрегатной частицы.
После закалки частицы перемещаются по пролету реактора, где они улавливаются рукавными фильтрами или циклонными сепараторами.
Частицы на этой стадии называются «пушистыми» и имеют очень низкую насыпную плотность.

 

Требуется некоторая степень уплотнения, чтобы преобразовать технический углерод в более пригодную для использования форму. Уплотнение может быть достигнуто с помощью процессов гранулирования (гранулирования), когда рыхлый порошок смешивают со связующими веществами или водой в условиях низкого сдвига. При производстве гранул технического углерода используются различные процессы уплотнения, включая вакуумные валки, штифтовые грануляторы и резервуары с мешалкой.

 

 

Основные свойства
 

Полезность и конечная экономическая ценность технического углерода определяется сложным сочетанием химического состава углерода, поверхностной энергии и физики частиц.
Наиболее важные свойства включают площадь поверхности, размер первичных частиц, структуру (сложность состава), химию поверхности и химический состав связующего, используемого в процессе гранулирования.
Часто приходится идти на компромиссы и компромиссы между желаемыми эксплуатационными характеристиками и способностью диспергировать технический углерод в полимерной матрице.

 

Первичные частицы: мельчайшая единица частицы сажи, первичная частица, имеет такие свойства, как размер, содержание графита, форму и кристалличность.
Хотя большинство процессов производят первичные частицы почти сферической формы, некоторые процессы производят первичные частицы, имеющие соотношение сторон выше, чем у истинных сфер.
Более высокое соотношение сторон приводит к большей площади поверхности на единицу объема и обеспечивает большую смачиваемую площадь поверхности, улучшая легкость диспергирования и увеличивая электрическую проводимость.
Атрибуты первичных частиц влияют на цвет, электропроводность и способность сажи блокировать ультрафиолетовое излучение.

 

Агрегаты: агрегаты технического углерода представляют собой сложные скопления плавленых первичных частиц.
Агрегаты имеют размеры, форму, объем пустот и структуру. Каждый из этих параметров определяет максимальную полезность технического углерода и обеспечивает конкурентную дифференциацию марок среди производителей технического углерода.
Размер заполнителя влияет на цветовой оттенок технического углерода и его способность к окрашиванию.
Форма и структура влияют на диспергируемость и в некоторой степени на электропроводность.
Объем пустот влияет на смачиваемость и является критической проблемой в тех случаях, когда технический углерод будет использоваться в жидкой среде, такой как покрытие, краска или чернила.

 

Притяжения между частицами и агломераты: частицы технического углерода имеют небольшие размеры. Например, крупные агрегаты имеют размер красных кровяных телец, а агрегаты, состоящие из мелких первичных частиц, имеют размер примерно с вирус табачной мозаики.
Размер первичных частиц может достигать 5 нм, а агрегатов - 50 нм.
Именно этот небольшой размер делает технический углерод таким полезным для пигментации - немного важнее.
Небольшой размер технического углерода и его трибоэлектрические свойства приводят к тому, что технический углерод подчиняется законам физики биполярных частиц.

 

Силы Ван-дер-Ваальса: из-за небольшого размера частиц сажи межчастичные взаимодействия подвержены силам Ван-дер-Ваальса. Ссылаясь на рисунок I, по мере уменьшения расстояния между двумя частицами сажи (перемещение справа налево по шкале ординат рисунка I) силы отталкивания уменьшаются, представленные отрицательной потенциальной энергией Eµ, до тех пор, пока они не достигнут максимального притяжения при минимуме потенциальная яма (впадина на оси абсцисс). Перемещение частиц ближе друг к другу встречает значительное сопротивление потенциальной энергии, на что указывает резкий рост энергетического измерения на оси ординат. Частицы, захваченные в потенциальной яме, называются агломератами. После агломерации агрегатов сажи требуется энергия для их разделения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способность разбивать агломераты на составляющие агрегаты и достигать адекватного диспергирования имеет решающее значение для достижения желаемых характеристик конечного использования во многих областях применения. По науке о дисперсии сажи в различных средах был разработан значительный объем литературы, однако для промышленных применений диспергирование остается искусством, и опытные специалисты-практики обладают преимуществами ноу-хау, техники и коммерческой тайны.

 

Свойства цвета
 

Благодаря изменению формы и размера сажа может проявлять ряд цветовых свойств. Важные цветовые свойства включают насыщенность, оттенок массы и силу окраски. Тонкое взаимодействие между размером первичных частиц, площадью поверхности и размером заполнителя определяет окончательный цвет. Структура влияет на диспергируемость технического углерода и, таким образом, определяет уровень цвета, достигаемый в матрице-хозяине. Технический углерод добавляют в пластмассы не только для того, чтобы сделать пластмассы черными, но и для изменения характеристик оттенка других цветов.

 

Цветовые свойства технического углерода измеряются с помощью колориметров и имеют значения L, a *, b *.
Обычно технический углерод вводится в матрицу основного пластика в концентрациях около 1-2%, а затем значения цвета измеряются на образце сформованной пластинки.
Значение L (белый = 100, черный = 0) измеряет плотность цвета, значение b * указывает баланс желтого / синего (положительные значения указывают на желтый, а отрицательные значения указывают на синий), а значение a * отражает красный / синий цвет. баланс зеленого (положительные значения указывают на красный цвет, а отрицательные значения - на зеленый).

 

Значение «L» может коррелировать с отношением размера частиц к площади поверхности и является полезным инструментом для сравнения конкурирующих сортов технического углерода. B * указывает на яркость и соотносится со значением L.

 

Jetness. Технический углерод добавляется к пластмассам для придания черного цвета, размер которого называется «чернотой».
Больше угольно-черного цвета кажутся чернее, чем те, у которых меньше черных характеристик.
Струйность - это сложная функция от площади поверхности, размера первичных частиц и степени дисперсности.
Технический углерод, обладающий меньшими размерами первичных частиц, имеет тенденцию придавать более высокую степень черноты, чем те, которые имеют более крупные первичные частицы.
Методом проб и ошибок была получена эмпирическая взаимосвязь между свойствами технического углерода и чернотой.

 

Masstone. При добавлении в пластмассы технический углерод может придавать цвета от голубовато-черного до коричнево-черного оттенка.
Этот цветовой диапазон называется массстоуном черного и сильно коррелирует с размером частиц и рассеянием света в матрице основного пластика.
Из-за различий в показателе преломления и светорассеянии для разных пластиков два разных пластика, содержащие хорошо диспергированную сажу, могут иметь одинаковую яркость, но сильно различаться по массе.

 

Тонирующая сила. Важным свойством технического углерода является его способность изменять внешний вид других цветов.
Тонирующая способность - это мера эффективности технического углерода.
Существует множество методов, используемых для измерения силы окрашивания, но наиболее распространенным является ASTM D 3265.
В этом методе сажа добавляется к смеси оксида цинка в дисперсионной среде (например, соевом масле), и значения отражательной способности измеряются относительно стандарта оксида цинка.
Прочность окрашивания увеличивается с уменьшением размера первичных частиц и уменьшается со сложностью структуры заполнителя.
Прочность окрашивания достигает максимума при размере первичных частиц менее 20 нм.

Мастербаты углеродной сажи
Методы характеризации
 

Технический углерод, производимый промышленными способами, представляет собой сложную смесь частиц.
Промышленные сорта технического углерода демонстрируют распределение агрегатов по размеру и форме, каждая из которых состоит из распределения первичных частиц разного размера и формы.
Следовательно, измерения свойств сажи представляют собой статистическое среднее значение около среднего значения основной пробы.

 

Площадь поверхности и структура являются ключевыми свойствами, которые влияют на полезность и ценность технического углерода во многих областях применения.
Например, площадь поверхности влияет на способность технического углерода поглощать УФ-излучение. Структура влияет на легкость диспергирования и свойства электропроводности.
Именно баланс площади поверхности и структуры определяет полезность конкретной марки технического углерода.

 

Измерение площади поверхности: существует множество методов для измерения площади поверхности технического углерода, каждый из которых имеет свое уникальное применение либо в среде контроля качества производства, либо в лабораторных подтверждающих исследованиях.
Наиболее распространенные методы измерения площади поверхности включают CTAB (адсорбция бромида цетилтриметиламмония), адсорбция йода и число азота.
Последние достижения в области микроскопии высокого разрешения и недорогие высокоскоростные компьютеры позволили использовать анализ размера частиц с автоматической классификацией изображений, однако этот метод используется в исследовательских лабораториях.

 

CTAB.
Метод CTAB используется в основном в лабораторных условиях для измерения площади поверхности технического углерода.
Метод описан в ASTM D 3765 и по существу включает измерение изотермы адсорбции ЦТАБ сажей в водной дисперсии.
Метод CTAB особенно актуален для рынка пластмасс, поскольку он измеряет площадь поверхности, доступную для смачивания пластиковой матрицей.
Это отличается от измерений пористости азота, которые измеряют площадь поверхности исключенного объема, недоступного для смачивания.

 

Йодное число.
В производственной среде, где известны целевые свойства технического углерода, для измерения площади поверхности используется йодный метод (ASTM D 1510).
Метод полезен для контроля качества, но на него влияет химия активной поверхности, непрореагировавшее сырье, масла и связующие.
Сообщенное йодное число не должно использоваться в качестве руководства для выбора марки при разработке пластикового компаунда или изделия конечного использования.

 

Площадь поверхности азота.
Площадь поверхности, определенная методами абсорбции азота БЭТ (ASTM D3037), отражает истинную площадь поверхности, включая поглощенный объем и пористость первичных частиц сажи.
Этот метод особенно полезен, когда сажа будет диспергирована в жидкой среде, например, в чернилах или покрытиях.
Корреляция между измерениями площади поверхности азота и CTAB может использоваться для понимания пористости сажи.
Пористость - важная характеристика при выборе марки и контроле качества красок и покрытий.

 

Измерения структуры: структура технического углерода влияет на диспергируемость в пластмассах, электропроводность и, в некоторой степени, на цвет готового изделия.
Структура является мерой сложности агрегатной частицы сажи и отражает то, как связаны составляющие первичные частицы.
Частицы углеродной сажи различаются по форме от сферических частиц, обнаруженных в термической саже, до более сложных цепочек и кластерных форм, характерных для топочной сажи.
Более сложные формы образуют внутренние пустоты, укромные уголки и трещины.
Измерения поглощения жидкости используются для определения структуры технического углерода.
Агрегаты, которые имеют более сферическую форму, адсорбируют меньше материала, чем те, которые имеют более сложную форму и имеют больше пустот.
Методы адсорбции жидкости позволяют получить представление об усредненных объемных свойствах и не дают информации о распределении свойств, составляющих среднее значение.

 

Метод ДАД.
Наиболее часто используемый метод определения структуры сажи - это адсорбция дибутилптлата, DBP (ASTM 2414-90.)
Метод основан на измерении крутящего момента порошка сажи при добавлении DBP.
В точке полного впитывания, что соответствует полному покрытию площади поверхности, смесь достигает состояния пластификации, и крутящий момент быстро возрастает, в этот момент регистрируется уровень добавленного ДБФ.
Более высокие уровни добавления ДАД коррелируют с более высокой структурой.

 

Метод измельченного ДАД.
Промышленно производимая сажа демонстрирует распределение частиц по размеру и форме.
Следовательно, более мелкие агрегаты могут занимать закрытый объем более крупных агрегатов.
Кроме того, из-за сил Ван-дер-Ваальса агрегаты сажи могут агломерироваться в кластеры, которые могут влиять на измерение ДАД.
Оба эти явления уменьшают видимую структуру, измеренную методом DBP. Метод измельченного DBP был разработан для устранения этих явлений.

 

Метод (ASTM D 3493) включает подвергание сажи нескольким циклам высокого давления, обычно 165 МПа, перед проведением измерения ДАД.
Высокое давление служит для разрушения агломератов и отделения частиц, захваченных в закупоренных объемах более крупных агрегатов.


Общий термин для черного пигмента, используемого в большинстве типографских красок. Технический углерод - это аморфная (т.е. без кристаллической структуры) форма углерода, получаемая при частичном сжигании углеводородов (таких как сырая нефть или природный газ), древесины или костей и тканей животных и конденсации сажистого пламени на прохладной поверхности. Пигменты технического углерода на 90: 99% состоят из углерода и только 1: 10% летучих веществ.

Пигменты углеродной сажи различаются по цвету от серовато-синего до угольно-черного, не являются химически активными, чрезвычайно светостойкими и обладают высокой устойчивостью к нагреванию, щелочам, кислотам, растворителям, воскам, воде, мылу и другим химическим веществам. . Технический углерод классифицируется как сажа или сажа, что в первую очередь описывает разницу в способах производства пигмента. (См. Также Черный пигмент.)

(«CI Pigment Black 7 No. 77266».)

Технический углерод обеспечивает большую прочность и долговечность шин и других резиновых изделий.
Технический углерод - это черный порошок, который используется для повышения прочности изделий из резины, таких как шины.
Добавление технического углерода продлевает срок службы таких продуктов, тем самым экономя природные ресурсы.

Благодаря обширным исследованиям и разработкам сажи последние марки обладают все более высокой стойкостью к истиранию и низким сопротивлением качению, что, в свою очередь, повышает топливную экономичность и снижает выбросы CO2 от автомобилей.

Технический углерод получают путем впрыскивания ароматических масел в высокотемпературный реактор, где они образуют агломераты структурированных углеродных частиц.
Угольные химические ароматические масла являются отличным сырьем для этого процесса и дают самый высокий выход технического углерода.
Это означает меньше выбросов CO2 на каждый килограмм произведенной сажи.

Технический углерод также используется в качестве пигмента для красок и чернил.


Технический углерод - это коммерческая форма твердого углерода, которая производится в строго контролируемых процессах для производства специально сконструированных агрегатов углеродных частиц, которые различаются по размеру частиц, размеру агрегатов, форме, пористости и химическому составу поверхности. Технический углерод обычно содержит более 95% чистого углерода с минимальным количеством кислорода, водорода и азота. В процессе производства образуются частицы технического углерода размером от 10 нм до примерно 500 нм. Они сливаются в цепочечные агрегаты, которые определяют структуру отдельных марок технического углерода. Технический углерод используется в различных группах материалов для улучшения их физических, электрических и оптических свойств. В наибольшей степени он используется в качестве усиливающей и улучшающей добавки в резиновых изделиях. В составе резиновых смесей натуральные и синтетические эластомеры смешиваются с техническим углеродом, элементарной серой, технологическими маслами и различными химическими веществами для обработки органических веществ, а затем нагреваются для производства широкого спектра вулканизированных резиновых изделий. В этих применениях технический углерод обеспечивает усиление и улучшает упругость, сопротивление разрыву, проводимость и другие физические свойства. Технический углерод - наиболее широко используемый и экономичный усиливающий агент для каучука (обычно именуемый каучуковым техуглеродом) в компонентах шин (таких как протекторы, боковины и внутренние вкладыши), в резинотехнических изделиях (MRG), включая резинотехнические изделия. , мембранные кровельные материалы, автомобильные резиновые детали (такие как системы уплотнения, шланги и антивибрационные детали) и резинотехнические изделия общего назначения (такие как шланги, ремни, прокладки и уплотнения). Помимо армирования резиной, технический углерод используется в качестве черного пигмента и добавки для улучшения характеристик материала, включая проводимость, вязкость, контроль статического заряда и защиту от ультрафиолета. Этот тип углеродной сажи (обычно называемой специальной углеродной сажей) используется во множестве применений в лакокрасочной, полимерной и полиграфической промышленности, а также в различных других специальных применениях. В лакокрасочной промышленности обработанная мелкодисперсная сажа является ключом к краскам глубокой сажи. Автомобильная промышленность требует максимальной насыщенности черных пигментов и голубоватого оттенка.


Углеродная сажа с малым размером частиц удовлетворяет этим требованиям. Более грубая сажа, которая имеет более коричневатый оттенок, обычно используется для тонирования и незаменима для получения желаемого оттенка серого или цветового оттенка. В полимерной промышленности мелкодисперсная сажа используется для получения темно-черного цвета. Основным атрибутом углеродной сажи является ее способность поглощать вредный ультрафиолетовый свет и преобразовывать его в тепло, тем самым делая полимеры, такие как полипропилен и полиэтилен, более устойчивыми к разрушению УФ-излучением от солнечного света. Специальная сажа также используется в полимерной изоляции для проводов и кабелей. Specialty Carbon Black также улучшает изоляционные свойства полистирола, который широко используется в строительстве. В полиграфической промышленности технический углерод используется не только в качестве пигмента, но и для достижения необходимой вязкости для оптимального качества печати. Последующая обработка технического углерода позволяет эффективно использовать связующие в чернилах для достижения оптимальных свойств системы. Новые специальные углеродные сажи разрабатываются на постоянной основе и способствуют развитию инноваций в области безударной печати.


При ежегодном объеме производства, превышающем десять миллионов метрических тонн, наиболее важным производственным процессом сажи является метод печной сажи. С помощью этого процесса производится более 98% мирового годового производства технического углерода. Тем не менее, в промышленном производстве технического углерода также используются другие методы производства, например, для изготовления газовых саж, ламповых саж, термических саж и ацетиленовых саж.

Разнообразие технического углерода, методы его производства и возможные применения показывают, что «сажа» прошла долгий путь. Многое было опубликовано по этой теме в технических журналах, учебниках, справочниках и брошюрах по продуктам. Эта брошюра раскроет множество интересных аспектов углеродной сажи - продукта, одновременно простого и изысканного. Действительно, многие вещи, которые мы воспринимаем как должное в повседневной жизни, были бы невозможны без технического углерода.
Древние цивилизации в Китае и Египте смешивали сажу со смолами, растительными маслами или дегтем для создания красок и чернил. Попадание пламени, обычно от масляной лампы, на охлаждаемую поверхность приводит к скоплению сажи на охлаждаемой поверхности. Затем сажу можно соскрести и собрать в виде порошка. Этот процесс, называемый процессом столкновения, который включает использование пламени масляной лампы, был предшественником сегодняшнего процесса Lamp Black. Однако это также основа процессов Channel и Gas Black, в которых используется газовое пламя, падающее на холодные чугунные каналы или вращающиеся охлаждаемые цилиндры. Позже и греки, и римляне предпочитали черный цвет для украшения стен, что привело к большой потребности в сажи (рис. 1). В том, что стало стандартным произведением античности, «De Architectura», римский мастер-строитель Витрувий детально описывает технический метод, при котором смола обжигается в печи, облицованной кирпичом, а технический углерод осаждается в больших количествах в специальной камере.


Предпочтительным сырьем для большинства процессов производства технического углерода, особенно процесса печной сажи, является тяжелая нефть с высоким содержанием ароматических углеводородов. Ароматическая форма углерода дает наибольшее отношение углерода к водороду, таким образом максимизируя доступный углерод, и является наиболее эффективной с точки зрения выхода технического углерода. Теоретически, чем выше ароматичность, тем эффективнее процесс. К сожалению, с увеличением количества комбинированных колец вещества переходят из вязких жидкостей в твердые смолы.


Поэтому в действительности наиболее подходящими маслами являются те, в которых большая часть углерода находится в форме веществ, содержащих трех- или четырехчленные кольца. Дистилляты из каменноугольной смолы (карбохимические масла) или остаточные масла, которые образуются в результате каталитического крекинга фракций минерального масла и олефинов, полученных термическим крекингом нафты или газойля (нефтехимическая нефть), также квалифицируются как источник сырья.

Выход технического углерода зависит от ароматичности исходного сырья. Обычно это измерялось значением BMCI (Индекс корреляции горнодобывающего управления). Однако BMCI применим только к сырью, полученному из нефти. В случае карбохимических масел BMCI может не отражать истинную ароматичность продукта. По этой причине соотношение углерода и водорода является предпочтительным для карбохимических продуктов. Однако, поскольку это измерение также превосходит BMCI, даже для нефтехимических продуктов, отношение углерода к водороду и содержание углерода становятся предпочтительными критериями для всего исходного сырья углеродной сажи. Дополнительные требования к качеству касаются примесей посторонних предметов. Щелочные металлы, например, важны, потому что они оказывают прямое влияние на определенные свойства технического углерода. Содержание серы в масле также может играть важную роль в производственных процессах, поскольку во многих странах производственные площадки должны соответствовать строгим экологическим стандартам. Выбросы серы в процессе сжигания ограничены законом. Кроме того, технический углерод с высоким содержанием серы может оказаться недопустимым для определенных применений. Рассматривая различные методы производства, мы также рассмотрим различное сырье, которое можно использовать для производства технического углерода.

2.2.1 Процесс сажи в печи Самый последний процесс, метод сажи в печи (рис. 8), стал наиболее распространенным в крупномасштабном производстве сажи. Метод печной сажи является непрерывным и использует жидкие и газообразные углеводороды в качестве сырья и источника тепла соответственно. Когда доступен природный газ, жидкое сырье распыляется в источник тепла, который создается за счет сгорания природного газа и предварительно нагретого воздуха. Поскольку это происходит при очень высокой температуре, реакция ограничивается печью с огнеупорной футеровкой, отсюда и название (рис. 10). После образования сажи технологическую смесь гасят путем впрыскивания воды. Это также предотвращает любые нежелательные вторичные реакции. Затем газ, содержащий сажу, проходит через теплообменник для дальнейшего охлаждения, одновременно нагревая необходимый технологический воздух. Система мешочного фильтра отделяет частицы технического углерода от газового потока. Газы, образующиеся в результате реакции, являются горючими и в большинстве случаев поступают на стадию дожигания, где тепло используется для сушки технического углерода или сжигается в котле для получения пара. Технический углерод, собранный фильтром, имеет очень низкую насыпную плотность и, в зависимости от области применения, обычно гранулируется или уплотняется для облегчения дальнейшей обработки. В процессе мокрого гранулирования вода и связующий агент используются в специально разработанном смесителе для мокрых гранул или «штифтов», который превращает технический углерод в сферические гранулы. Затем гранулы технического углерода сушат в ротационных сушилках. Связующий агент гарантирует, что продукт устойчив к истиранию и его легко обрабатывать и транспортировать. Включение этих гранул в полимерную матрицу требует значительных усилий сдвига, которые в основном прикладываются внутренними смесителями в резиновой промышленности. Специальная техническая сажа, производимая методом печной сажи, либо свободно уплотняется и упаковывается в виде порошковой сажи, либо превращается в легко диспергируемые гранулы путем применения процесса сухого гранулирования (рис. 11). Углеродная сажа, гранулированная маслом, используемая в основном в пигментной промышленности, является дополнительным вариантом, в котором в процессе гранулирования используются минеральные масла. Благодаря легкому масляному покрытию эти углеродные сажи характеризуются еще более легким диспергированием и практически беспыльным обращением. Метод Furnace Black дает преимущества для окружающей среды и безопасности труда. Полностью закрытая установка сводит к минимуму выбросы технологических газов и пыли. Помимо своих экологических, экономических и технических преимуществ, он также обеспечивает большую гибкость, поскольку позволяет производить больше различных сортов технического углерода, чем любой другой процесс, используемый в настоящее время. Все сырье точно указано по качеству, типу и количеству. Это позволяет производить широкий спектр технического углерода, который подходит для использования в различных областях, без существенного изменения процесса для каждого варианта продукта. Например, размер частиц или конкретную площадь поверхности можно легко определить с самого начала, задав соответствующие параметры процесса. Процесс печной сажи также позволяет производителю контролировать агрегацию частиц, так называемую структуру углеродной сажи, путем добавления небольших количеств соли щелочного металла. Метод печной сажи создает технический углерод с размером первичных частиц от 10 до 80 нм. Размер первичных частиц указывается для обозначения прикладных свойств данного продукта. Свободных первичных частиц не существует, поскольку они прочно сплавлены вместе и образуют так называемые агрегаты. Примеры печной сажи с различными размерами и структурой частиц проиллюстрированы электронно-микроскопическими изображениями, представленными на следующей странице (рис. 12). Однако до сих пор не удалось воспроизвести уникальные свойства газовой и ламповой сажи с помощью метода печной сажи.

2.2.2 Процесс газовой сажи Degussa Метод газовой сажи, разработанный Degussa в середине 1930-х годов, тесно связан с технологией Channel Black, разработанной в США на основе природного газа в качестве сырья. Поскольку в Европе этого ресурса было гораздо меньше, был разработан метод Degussa Gas Black, в котором в качестве сырья использовались дистилляты каменноугольной смолы. В отличие от процесса «Черный канал», который создает значительную нагрузку на окружающую среду, заводы по производству сажи находятся на переднем крае экологических технологий. Объекты непрерывно очищаются пылесосом, а технический углерод собирается в герметичных фильтрующих системах, которые значительно превышают официальные стандарты выбросов. В процессе газовой сажи в качестве сырья используется нефть вместо природного газа. Масло нагревается в испарителе, и образующиеся пары переносятся богатым водородом газом в газовую трубу, которая оборудована множеством горелок. Отдельные вспышки ударяются о поверхность водоохлаждаемого барабана (рис. 14). Часть образовавшейся сажи осаждается на валике, а остальная часть попадает в систему фильтрации. На следующем этапе объединяются два потока технического углерода. Дальнейшая обработка аналогична процессу печной сажи. Хотя можно контролировать сырье, подаваемое потоком газа-носителя, воздух имеет свободный доступ. Однако, несмотря на это ограничение, метод газовой сажи позволяет производить технический углерод с размером первичных частиц от 10 до 30 нм. Компромисс - меньшая гибкость в определении структуры. Однако это не обязательно является недостатком, поскольку газовые сажи по своей сути характеризуются рыхлой структурой и исключительной диспергируемостью.

Если в прошлом эти типы технического углерода использовались преимущественно в составах протекторов шин, теперь они используются почти исключительно в пигментных приложениях, где мелкодисперсные газовые сажи имеют особое значение (Рисунок 15). В результате контакта с кислородом при высоких температурах на поверхности частиц технического углерода образуются кислые оксиды. В отличие от печной сажи, газовая сажа подвергается кислой реакции при взвешивании в воде. Окислительная последующая обработка с использованием диоксида азота, озона или других окислителей также позволяет значительно увеличить кислотные группы на поверхности. Эти обработанные углеродные сажи используются в основном в секторе специальной углеродной сажи, например. в лакокрасочной и красочной промышленности. Большая часть газовой сажи повторно обрабатывается окислительным способом. 2.2.3 Процесс производства газовой сажи Процесс производства газовой сажи является старейшим коммерческим процессом производства технического углерода. Однако современные производственные единицы Lamp Black имеют очень мало общего с древними печами Carbon Black. Дымоходы и отстойные камеры давно уступили место сложнейшим системам фильтрации. Аппарат Lamp Black состоит из чугунного поддона, в который помещается жидкое сырье, над которым находится огнестойкий кожух, облицованный огнеупорным кирпичом. Воздушный зазор между поддоном и колпаком, а также вакуум, присутствующий в системе, помогают регулировать подачу воздуха и, таким образом, позволяют производителю точно настроить характеристики технического углерода. Хотя тепло, излучаемое вытяжкой, вызывает испарение и частичное сгорание сырья, большая его часть превращается в технический углерод.
Для отделения твердых частиц технологические газы, содержащие технический углерод, проходят через фильтр после стадии охлаждения. Дальнейшая обработка аналогична методу печной сажи, описанному в разделе 2.2.1. Хотя в прошлом производились различные типы сажи для ламп, этот метод в конечном итоге был стандартизирован, чтобы получить только один тип специальной сажи и один тип резиновой сажи. Эти углеродные сажи характеризуются широким гранулометрическим составом от 60 до более 200 нм и широко используются в специальных областях применения.


2.2.4 Процесс производства технического углерода (исторический) Разработанный в Соединенных Штатах в середине прошлого века, этот процесс производства технического углерода основан на неполном сгорании природного газа. Подобно процессу Degussa Gas Black, пламя природного газа от огромного количества небольших горелок сталкивается с каналами с водяным охлаждением (Рисунок 18). Однако, начиная с 1950-х годов, метод Черного канала постоянно терял популярность в резиновой промышленности. После нефтяного кризиса 1970-х годов процесс в США был прекращен.
Причинами были ограниченный выход сырья (3-6%) и опасность для окружающей среды, связанная с выбросом очень мелких частиц технического углерода. Густой черный дым, клубящийся от заводов по Черному каналу, называемых «теплицами», можно было заметить за много миль.

2.3.1 Процесс термической сажи Этот метод производства технического углерода представляет собой прерывистый или циклический процесс с природным газом в качестве наиболее часто используемого сырья, хотя также используются углеводородные масла более высокого качества. Установка Thermal Black обеспечивает максимальную эффективность при работе в тандемном режиме. Он состоит из двух реакторов, работающих попеременно циклами продолжительностью от пяти до восьми минут. Один из них нагревается с помощью смеси природного газа или масла с воздухом, а в другой подается чистое сырье, которое подвергается термическому разложению (Рисунок 20). Можно также включить метод Thermal Black в группу термоокислительных процессов с той разницей, что выработка энергии и реакция разложения не происходят одновременно. Однако тот факт, что фактическое образование технического углерода происходит в отсутствие кислорода и при понижении температуры, приводит к свойствам технического углерода, которые заметно отличаются от тех, которые достигаются термоокислительными процессами.

Термическая сажа формируется относительно медленно, что приводит к крупным размерам первичных частиц в диапазоне от 300 до 500 нм (рис. 21), называемым средне термическими. Однако раньше при использовании только природного газа в качестве сырья его можно было разбавить инертными газами, что дало бы термическую сажу, состоящую из первичных частиц в диапазоне от 120 до 200 нм. Это называлось тонким тепловым потоком, последний практически исчез с рынка.

2.3.2 Процесс получения ацетиленовой сажи При более высоких температурах экзотермическое разложение ацетилена дает углерод и водород, составляющие основу процесса получения ацетиленовой сажи. Углеводороды обычно добавляют к ацетилену, чтобы предотвратить повышение температуры реактора из-за экзотермической реакции. После охлаждения реакционной смеси технический углерод отделяют от водорода. Рис. 22: Изображение частиц ацетиленовой сажи, полученное с помощью электронного микроскопа 2 Производственный процесс Способ создания ацетиленовой сажи заметно отличает ее от термоокислительной сажи. Хотя средний размер первичных частиц ацетиленовой сажи находится в том же диапазоне, что и у некоторых сажей для печи (от 30 до 40 нм), структура заметно отличается от сферической формы.

Технический углерод также может быть доставлен заказчику в виде дисперсий, которые используются для решения особых проблем диспергируемости на объекте заказчика, а также для поддержания минимально возможного уровня загрязнения во время дальнейшей обработки. Здесь технический углерод диспергирован в различных жидких и твердых средах в широком диапазоне Таблица 3: Составы технического углерода 2.4 Дисперсии технического углерода, соединения, пластмассовые и резиновые маточные смеси Свойства соединений технического углерода Водные дисперсии Жидкие и пастообразные продукты Предварительные дисперсии Порошкообразные продукты, содержащие воду, растворители, смачиватели или смягчители Пасты Пастообразные продукты, содержащие смолы, смягчители, смачивающие агенты и т. Д. Чипсы Твердые вещества, e. грамм. Компаунды технического углерода / нитроцеллюлозы Пластичные суперконцентраты Гранулированные концентраты с содержанием технического углерода до 50% Резиновые суперконцентраты Каучук с наполнителем технического углерода, также в виде порошка Масляные гранулы Маслосодержащие гранулы для печатных красок с определенными концентрациями. Тип технического углерода и базовая среда обычно указываются заказчиком, что приводит к появлению разнообразных продуктов, называемых препаратами технического углерода. Эти соединения классифицируются по внешнему виду.

Очевидным свойством Carbon Black является глубокий черный цвет, который включен в обозначение на многих языках. Технический углерод классифицируется как твердый и первоначально образуется в виде аэрозоля или свободно плавающих частиц. Вот почему только что сформированная углеродная сажа имеет шелушащийся вид и на данном этапе называется рыхлой углеродной сажей.


Как показал химический анализ, необработанный технический углерод состоит из почти чистого углерода. Тем не менее, использование обозначения «C» в периодической таблице для описания продукта может ввести в заблуждение и, следовательно, не особенно полезно. Чтобы охарактеризовать технический углерод, необходимо принять во внимание несколько физических и химических свойств. Дальнейшее понимание возможно только после включения различных типов технического углерода в среды, выбранные для его возможных применений.

Описанный ниже состав относится ко всем сортам технического углерода, независимо от используемого метода производства.
Вариации, связанные с технологическим процессом, уже рассматривались в описании различных способов, используемых сегодня для получения технического углерода.
Без использования анализа фотографических изображений первичные частицы технического углерода нельзя увидеть невооруженным глазом. Чтобы показать, что технический углерод состоит из цепочечных кластеров, состоящих из сферических частиц, так называемых первичных частиц, требуется огромная увеличительная сила сканирующего электронного микроскопа (SEM). Продукт поставляется не в виде отдельных первичных частиц, а в виде более крупных плотно связанных агрегатов, которые образуют первичные строительные блоки. Первичные частицы различаются по размеру и форме для придания специфических свойств для применения. Размер первичных частиц указывается для обозначения прикладных свойств данного продукта. Агрегаты обычно образуют микромасштабные агломераты во время производства, присутствующие в поставляемых порошках или гранулах. На рисунке 24 показано изображение отдельной частицы, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Образование сферических разветвленных агрегатов, диаметр первичных частиц которых может составлять от 10 до 500 нм, типично для продуктов, образующихся из газовой фазы.
Поскольку мы не можем увидеть и измерить первичные частицы без использования дорогостоящего оборудования и трудоемких методов, эта форма технического углерода привела к определению двух свойств 3.1. Общие физические и химические свойства. Содержание элементов (% масс.) Углерод 96 - 99,5 Водород 0,2 - 1,3 Кислород 0,2 - 0,5 Азот 0 - 0,7 Сера 0,1 - 1,0 Остаточная зола <1 Таблица 4: Типичный элементный состав углеродной сажи Рисунок 24: Изображение с помощью сканирующего электронного микроскопа агрегата углеродной сажи, состоящего из плавленых первичных частиц (увеличение: 120 000), которые имеют первостепенное значение, когда дело доходит до характеристики технического углерода и определения их пригодности для конкретных применений: • Удельная площадь поверхности (м2 / г) технического углерода является функцией размера первичных частиц. Глядя на геометрические пропорции, мы можем определить, что более мелкие первичные частицы технического углерода имеют более высокую удельную площадь поверхности. • Структура обозначает трехмерное расположение первичных частиц в агрегате. Обширные взаимосвязи или разветвления характеризуют «высокую структуру», тогда как менее выраженные взаимосвязи или разветвления указывают на «низкую структуру».
Электронная микроскопия в сочетании с рентгеноструктурным микроанализом показывает, что эти первичные частицы состоят из концентрически расположенных графитоподобных кристаллитов. При частичном сплавлении графитовые слои часто скручиваются друг с другом, демонстрируя неупорядоченное состояние. Одна первичная частица может содержать до 1500 таких кристаллитов.

Таким образом, технический углерод можно рассматривать как сильно разупорядоченную форму графитового углерода.
При нагревании вещества до 3000 ° C в инертных условиях оно превращается в упорядоченное графитовое образование.
Возвращаясь к химическому анализу, мы видим, что, помимо углерода, элементарный анализ нормальной углеродной сажи также дает незначительные количества кислорода, водорода, азота и серы (Таблица 4). Большинство этих элементов сосредоточено на поверхности технического углерода. Удаление следов органических элементов возможно с помощью специальных растворителей. Экстракция технического углерода на основе толуола в большинстве случаев дает значения менее 0,1%. Частично элемент водород непосредственно сплавлен с элементом углерода. Однако вместе с кислородом другая часть образует связанные с поверхностью функциональные группы, которые можно идентифицировать с помощью анализа как качественно, так и количественно. Карбонильные, карбоксильные, пироновые, фенольные, хиноновые, лактольные и эфирные группы были идентифицированы как кислородсодержащие группы, которые могут быть связаны с поверхностью частицы технического углерода. Нагревание вещества до 950 ° C в отсутствие кислорода приводит к расслоению. Это объясняет их обозначение как «летучие вещества». Кислородсодержащие функциональные группы на поверхности технического углерода также могут быть созданы путем специальной окислительной последующей обработки. Возможны уровни содержания кислорода от 15% и выше.
Эти типы технического углерода особенно подходят для обработки полярными связующими.
Сера присутствует в различных формах: в элементарной форме, в виде связанной молекулы и в окисленном состоянии. Высокое содержание серы придает углеродной саже определенную кислотность.
Таблица 5: Типичные концентрации следов металлов Азот, если он присутствует, обычно содержится в графитовой сетке.

Содержание серы и азота зависит от типа и качества сырья.
Технический углерод также содержит следы металлов. Количество и типы зависят от используемого сырья.
В таблице 5 представлен обзор металлов и их относительного содержания на основе каучука и специальных углеродных саж OEC.

Металлы, присутствующие в углеродной саже Содержание элементов в миллионных долях Сурьма <10 Мышьяк <10 Барий <10 Кадмий <1 Хром <5 Кобальт <5 Медь <5 Свинец <10 Никель <10 Ртуть <1 Селен <10 Цинк <10 Среди физических свойств Технический углерод, следующие два важны: Плотность: Согласно литературным данным и в зависимости от используемого метода, она может варьироваться от 1,7 до 1,9 г / см3. Электропроводность: этот аспект обычно измеряется не в самой углеродной саже, а в составе, содержащем углеродную сажу, то есть полимере или связующем. Электропроводность наполненного полимера увеличивается с удельной площадью поверхности и структурой включенного технического углерода. Это также зависит от концентрации и дисперсии технического углерода, а также от типа используемого полимера или связующего.

Технический углерод - это химически и физически определенные продукты, получаемые в контролируемых условиях.
Поскольку они не подвергаются окислительной обработке, они состоят из частиц углерода с чистотой более 96% и незначительных количеств кислорода, водорода, азота и серы.
Незначительное количество органических веществ на поверхности частицы технического углерода (в основном менее 0,1%) можно экстрагировать с помощью толуола.
Концентрации металлов также незначительны. Первичные частицы технического углерода в диапазоне от 10 до прибл. 500 нм, сливаются в агрегаты, похожие на цепочки.
Это определяет структуру отдельных углеродных сажей. Технический углерод, подвергнутый окислительной обработке, отличается от тех, которые не подвергаются окислительной обработке, в том смысле, что они могут содержать до, а иногда и более 15% кислорода.

С другой стороны, сажа (дымовая сажа и сажа из выхлопных газов дизельных двигателей) является побочным продуктом неконтролируемого сгорания углеводородов.
Получить точные данные о составе сажи практически невозможно, потому что условия, в которых она создается, изменчивы, что исключает какую-либо согласованность с точки зрения качества и свойств. Сажу можно отличить от технического углерода по содержанию неорганических и органических примесей. Например, дымовая сажа может иметь содержание углерода менее 50%, содержание экстракта более 15% и зольность более 20%.

Долгое время определение характеристик технического углерода было вопросом определения человеческим глазом различных оттенков черного.
Точные данные об усиливающих эффектах были доступны лишь в ограниченной степени. Каковы именно характеристики конкретной углеродной сажи и для чего ее можно использовать, были вопросами, на которые было нелегко ответить.
Во многих случаях разработка новых марок технического углерода происходила до определения характеристик их свойств, что во многом является случайной ситуацией.
После внедрения метода печной сажи первоначально было перечислено лишь несколько основных марок.
В середине 1960-х было обнаружено, что добавление солей щелочных металлов во время производственного процесса может быть использовано для влияния на структуру технического углерода.
Это было первое крупное достижение, которое привело к появлению более широкой типологии черных печей.
Для нанесения на протекторы шин в 1960-х годах в резиновой промышленности были введены высокоструктурные углеродные сажи для повышения стойкости к истиранию.
Чтобы определить их структуру, необходимо было разработать метод быстрого тестирования.


Методы испытаний, химические и физические данные 1950 г. История сажи в печи 1960 г. 1970 г. 2000 г. 2-я стадия 3-я стадия 4-я стадия 1-я стадия Удельная поверхность по йодному числу Характеристики сажи в печи Характеристики поглощения DBP - «структура» «Новые технологии сажи» «ECORAX®Blacks» Рис. История сажи После серии сравнительных испытаний абсорбция DBP (дибутилфталата) в конечном итоге стала предпочтительным инструментом для определения структуры технического углерода.
Трудности возникли в начале 1970-х годов, когда технический прогресс привел к появлению новой категории армирующих сажей при производстве печной сажи.
По сравнению со стандартными сортами, доступными в то время, эти так называемые новые технологии или улучшенные сажи показали улучшенную стойкость к истиранию без какого-либо видимого изменения йодного числа.
Различия между этими новыми технологическими сажами и стандартными углеродными сажами было нелегко обнаружить с помощью методов, доступных в то время.
Следовательно, необходимо было разработать методы определения физических и химических характеристик, чтобы установить производственные параметры, которые гарантировали бы получение правильных характеристик технического углерода.


Все существующие сегодня методы определения характеристик технического углерода используются для определения совокупных свойств, которые основаны на сумме свойств, определенных для отдельных частиц.
Это означает, что мы имеем дело с максимальным изменением свойств частицы в диапазоне со статистическим максимумом.
Квалифицированный техник должен отрегулировать пик кривой распределения при конкретном значении и определить ширину кривой.
Пока обрабатываются и анализируются геометрические данные, электронный микроскоп является полезным инструментом для определения кривой распределения.
Другие параметры, такие как проводимость, не могут быть определены для отдельных частиц.
Как уже указывалось, средний размер первичных частиц и средний размер агрегатов формируют данные первичных характеристик.
Однако гранулометрический состав и гранулометрический состав агрегатов не менее важны.
В качестве альтернативы длительному электронно-микроскопическому анализу был разработан ряд методов, позволяющих быстрее определять характеристики и делать выводы для последующих применений технического углерода.
В то время как различные методы определения характеристик поверхности постепенно заменили методы определения размера частиц, распределение агрегатов по размерам теперь определяется с помощью специальных методов, таких как седиментация, ультрацентрифугирование и преломление света.
Фактически сегодня используются различные методы определения характеристик, которые показывают, что общая характеристика технического углерода невозможна.
Необходимо специально адаптировать методики идентификации к различным областям применения.
Большинство свойств технического углерода определяется на основе отраслевых стандартов, которые были разработаны Немецким институтом стандартизации (Deutsches Institut für Normung eV - DIN), Международной организацией по стандартизации (ISO) и ASTM International (ранее известной как Американское общество). по испытаниям и материалам).
Эти стандарты используются не только как мера, характеризующая технический углерод, но и как инструмент обеспечения качества производственного процесса (Таблица 6).
В дополнение к этим эталонным профилям технического углерода, сегодня используется ряд более практичных методов тестирования, особенно для тестирования резиновых углеродных сажей в отношении их сегментов конечного использования.
Эти испытания могут проводиться со стандартными составами каучуков и использоваться для получения характеристических и согласованных данных профиля о влиянии технического углерода на резиновую смесь.
Очевидно, что эти методы дают лишь представление о всеобъемлющих системах, доступных для тестирования и оценки резиновой углеродной сажи.
Также существуют специальные методы испытаний для применения технического углерода в производстве пластмасс, покрытий и печатных красок.


Определение площади поверхности. Удельная поверхность углеродной сажи в основном определяется геометрией частиц с использованием методов адсорбции.
Адсорбция йода, измеряемая в мг / г, является наиболее распространенным методом.
Адсорбция йода - это быстрый метод проверки сухой сажи.
На этот метод спецификации влияют группы поверхности и адсорбированные вещества.
Для того чтобы йодное число отражало реальную площадь поверхности, важно, чтобы ни повышенное количество летучих веществ, ни более высокие экстракты толуола не мешали измерению.
Это, в свою очередь, ограничивает этот метод чернилами печи с низким содержанием толуола и сажами для ламп.
Печные сажи с высоким содержанием экстрагируемого растворителем материала, газовые сажи и обработанные углеродные сажи не могут быть проанализированы с помощью этого метода.
В основном поэтому этот параметр обычно не указывается при работе со специальными углеродными сажами.
Адсорбция CTAB, введенная в первую очередь для характеристики улучшенных углеродных саж, наиболее близка к точному определению геометрической поверхности, то есть без учета пор.
Это связано с тем, что бромид цетилтриметиламмония (CTAB) требует больше места, чем азот.

Определение структуры Структуру агрегатов технического углерода можно определить только косвенно.
Наиболее распространенный метод основан на абсорбции масла.
В этом испытании парафиновое масло (ранее дибутилфталат, DBP) добавляется с помощью бюретки с постоянным процентом к образцу технического углерода в камере смесителя абсорбтометра.
По мере того, как образец впитывает масло, смесь из легкосыпающего порошка превращается в полупластичную сплошную массу.
Это приводит к резкому увеличению вязкости, которая передается на систему измерения крутящего момента абсорбтометра.
Конечная точка теста определяется заранее заданным уровнем крутящего момента.
Результат выражается в виде числа абсорбции масла (OAN) в мл / 100 г.
Высокое число OAN соответствует высокой структуре, то есть высокой степени разветвления и кластеризации агрегатов.
Для разрушения агломератов можно применять механическое напряжение.
Этот эффект используется для определения структуры на основе поглощения масла сжатым образцом (COAN).
После четырех повторных приложений давления на заданном уровне маслоемкость механически нагруженной углеродной сажи измеряется обычным методом поглощения масла.
Как правило, значения COAN ниже значений OAN.
Другой параметр, абсорбция технического углерода в соответствии с ISO 787/5, измеряется с использованием так называемого метода определения точки потока.
Точка потока регистрирует максимальное количество масла (обычно льняного масла), которое может быть добавлено к углеродной саже, и при этом позволяет образовывать не расплывающийся конус из смеси.
Хотя этот метод не является самым точным, абсорбция масла является важным показателем при нанесении покрытий, поскольку высокий уровень абсорбции масла указывает на высокую потребность в связующем.
Структура и размер частиц технического углерода, но, прежде всего, плотность и химический состав поверхности влияют на абсорбцию масла.

Колориметрическая характеристика Яркость означает достижимую интенсивность черного.
Самый точный инструмент для измерения очень мелких различий - это натренированный глаз, который может различать до 100 различных оттенков черного.
Метод измерения остаточного отражения

Химические и физические измерения
Содержание летучих веществ указывает на концентрацию кислорода в углеродной саже и определяется путем нагревания углеродной сажи до 950 ° C.
Этот параметр особенно важен для тестирования технического углерода, прошедшего постобработку.
Зольность указывает на уровень неорганических примесей, поступающих в основном из исходного сырья - железо, кальций и кремний являются одними из самых распространенных.
Газовая и ацетиленовая сажа характеризуется очень низким содержанием золы из-за процесса их производства.
Остаток на сите дает информацию о твердых примесях, которые могут содержать частицы металла или керамики, происходящие из производственной установки, или частицы кокса, образовавшиеся в процессе производства.
В результате их высокой адсорбционной способности влага является проблемой при хранении технического углерода.
Технический углерод с высокой структурой и, в частности, технический углерод после окислительной обработки, более вероятно, будут иметь повышенный уровень содержания влаги.
PH технического углерода измеряется в водной суспензии.
Необработанные углеродные сажи имеют разный pH в зависимости от используемого процесса: газовые сажи всегда кислые из-за их окисленной поверхности.
Печная сажа, с другой стороны, обычно является щелочной, потому что на поверхности присутствует небольшое количество основных оксидов.
Сажи для ламп, термальные сажи и в некоторых случаях также ацетиленовые сажи характеризуются реакциями от щелочных до нейтральных.

Внешний вид и свойства обращения
Для определения необходимого места для порошковой и гранулированной углеродной сажи измеряется объемная или насыпная плотность, либо плотность после уплотнения или утряски.
Структура отражается насыпной плотностью.
Технический углерод с высокой структурой имеет меньшую насыпную плотность, чем технический углерод с низкой структурой.
В случае гранулированной углеродной сажи твердость гранул является важным параметром качества, поскольку она указывает на хрупкость гранул и, следовательно, на устойчивость к истиранию.
Это сопротивление характеризуется тем, что гранулы разрушаются и в конечном итоге измельчаются в пыль за счет трения.
Хотя более мягкие гранулы способствуют лучшему диспергированию, присущая им склонность к тонкости может создавать проблемы при обращении с ними.
Гранулометрический состав гранул - это параметр, который влияет на характеристики текучести гранулированной углеродной сажи.
Однородный размер гранул означает меньшую насыпную плотность, что обеспечивает оптимальную текучесть.

Что такое технический углерод?
Сажа в чистом виде является жизненно важным компонентом для того, чтобы сделать многие из продуктов, которые мы используем каждый день, сильнее, глубже по цвету и долговечности. Она представляет собой мелкий черный порошок, в основном состоящий из элементарного углерода. Его получают путем частичного сжигания и пиролиза малоценных нефтяных остатков при высоких температурах в контролируемых условиях процесса.
Технический углерод в основном используется для упрочнения резины в шинах, но также может действовать как пигмент, УФ-стабилизатор, проводящий или изолирующий агент в различных областях применения резины, пластика, чернил и покрытий. Помимо шин, сажу также можно повседневно использовать в шлангах, конвейерных лентах, пластмассах, типографских красках и автомобильных покрытиях.
Основные свойства технического углерода определяют производительность приложения.

Это включает:
•    Размер частицы
•    Состав
• Пористость
• Химия поверхности или активность поверхности
•    Физическая форма

РАЗМЕР ЧАСТИЦЫ
Измеренное с помощью электронной микроскопии, это фундаментальное свойство, которое оказывает значительное влияние на свойства резины, а также на цветовые свойства специальных технических сажей.
Для специальных углеродных саж меньший диаметр частиц приводит к увеличению площади поверхности и прочности окраски.
Большая площадь поверхности обычно связана с большей струйностью, более высокой проводимостью, улучшенной атмосферостойкостью и более высокой вязкостью, но требует повышенной энергии диспергирования.
В случае резины более мелкие частицы приводят к усилению армирования, повышенному сопротивлению истиранию и повышению прочности на разрыв.
Однако для диспергирования более мелких частиц требуется увеличенное время и энергия перемешивания.
Типичный размер частиц составляет от 8 до 100 нанометров для печной сажи.
Площадь поверхности используется в промышленности как индикатор степени измельчения сажи и, следовательно, размера частиц.

СОСТАВ
Это мера трехмерного слияния частиц сажи с образованием агрегатов, которые могут содержать большое количество частиц.
Форма и степень разветвленности агрегатов называется структурой.
Высокоструктурированный технический углерод обеспечивает более высокую вязкость, большую электрическую проводимость и более легкое диспергирование для специальных технических углеродных саж.
 Измерения совокупной структуры могут быть получены из распределений формы из анализа ЭМ, абсорбции масла (OAN) или анализа пустотного объема.
Уровень структуры технического углерода в конечном итоге определяет его влияние на несколько важных свойств резины.
Увеличение структуры технического углерода увеличивает модуль упругости, твердость, электрическую проводимость и улучшает диспергируемость технического углерода, но увеличивает вязкость компаунда.

ПОРИСТОСТЬ
Это фундаментальное свойство технического углерода, которым можно управлять в процессе производства.
Это может повлиять на измерение площади поверхности, если общая площадь поверхности (NSA) будет больше, чем внешнее значение (STSA).
Проводящие специальные углеродные сажи имеют тенденцию иметь высокую степень пористости, в то время как увеличение пористости также позволяет составу резиновой смеси увеличивать содержание углеродной сажи при сохранении удельного веса смеси.
Это приводит к увеличению модуля упругости и электропроводности соединения при фиксированной нагрузке.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ХИМИЯ ИЛИ ПОВЕРХНОСТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Это функция производственного процесса и теплового режима сажи и обычно относится к кислородсодержащим группам, присутствующим на поверхности сажи.
Для специальных сажей окисленные поверхности улучшают смачивание пигмента, дисперсию, реологию и общие характеристики в выбранных системах.
В других случаях окисление увеличивает удельное электрическое сопротивление и делает технический углерод более гидрофильным.
Степень окисления поверхности измеряется путем определения количества «летучего» компонента в углеродной саже.
Высокие уровни летучих связаны с низким pH.
Хотя его трудно измерить непосредственно для резины, химический состав поверхности проявляется в его влиянии на такие свойства резины, как сопротивление истиранию, предел прочности на разрыв, гистерезис и модуль.
Влияние поверхностной активности на характеристики отверждения будет сильно зависеть от используемой системы отверждения.

ФИЗИЧЕСКАЯ ФОРМА
Это важно для согласования технического углерода с оборудованием, с помощью которого он будет диспергироваться.
Физическая форма (шарики или порошок) может влиять на характеристики обработки и смешивания.
Конечная степень диспергирования также зависит от используемых процедур смешивания и оборудования.
Порошковая сажа рекомендуется в диспергаторах с низким усилием сдвига и на трехвалковых мельницах.
Гранулированный технический углерод рекомендуется для дробеструйных и шаровых мельниц и другого высокоэнергетического оборудования.
Заливка обеспечивает меньшее пылеобразование, возможность обработки сыпучих материалов и более высокую насыпную плотность, в то время как порошковые сажи обеспечивают улучшенную диспергируемость

Технический углерод как термореактивный композитный краситель.
Общая идея окраски термореактивных композитов в черный или, возможно, темно-серый цвет кажется простой и понятной.
В композицию композита можно просто добавить дисперсию сажи или порошок сажи.
Хотя в теории это звучит очень просто, на практике это может быть технически сложно.
Пигменты технического углерода используются не только в качестве красителя, они очень эффективно поглощают свет в видимом и ультрафиолетовом спектрах.
Технический углерод также популярен во множестве других применений, таких как автомобильные покрытия, шины, лазерные и струйные принтеры, а также для окрашивания многих типов пластиковых композитных материалов.

1. Резиновая арматура.
Технический углерод - это усиливающая резина добавка, используемая во многих резиновых изделиях.
В частности, в случае транспортных средств для изготовления шин используется большое количество технического углерода.
Кроме того, технический углерод используется с резиной для гашения вибрации при землетрясениях, в подошвах обуви и во многих других продуктах.

2. Краски и пигменты для пластмасс.
По сравнению с другими красителями технический углерод имеет высокую окрашивающую способность.
Следовательно. он используется в качестве чернил для печати газет, в качестве тонера для струйных принтеров и в других подобных целях.
Он также подходит в качестве пигмента для термоформованных пластиков, автомобильных крыльев, покрытий для электрических проводов и других продуктов.

3. Электрооборудование и токопроводящие компоненты.
Поскольку технический углерод обладает отличными проводящими свойствами, он используется в качестве компонента для магнитных лент и полупроводников.

Есть причина, по которой покрышки черные. Это потому, что с каучуком примешиваются мелкие частицы углерода, называемые «сажей».
Фактически, технический углерод может составлять около 30% веса шины.
Его задача - сделать шины более прочными и долговечными.
Технический углерод также можно найти в черных чернилах, используемых в струйных принтерах, и в резиновых деталях многих промышленных товаров.
Наноразмерные частицы технического углерода означают, что он имеет широкий спектр применения.
Являясь неотъемлемой частью многих новых продуктов, он играет важную роль во многих аспектах нашей жизни.


Типичные области применения
Очень важный наполнитель в резиновой промышленности и наряду с диоксидом титана, важнейшим пигментом, печатными красками, тонерами, однослойными кровельными материалами, чернилами, красками и пластмассами.

Чаще всего [70%] технического углерода используется в качестве пигмента и армирующей фазы в автомобильных шинах.
Технический углерод также помогает отводить тепло от протектора и области ремня шины, уменьшая термическое повреждение и увеличивая срок службы шины.
Частицы сажи также используются в некоторых материалах, поглощающих радары, и в тонере для фотокопировальных устройств и лазерных принтеров.


Описание
Черный аморфный углеродный пигмент, образующийся в результате термического разложения природных углеводородов. Существует три различных типа (печной, канальный и ламповый).

Технический углерод - это материал, получаемый при неполном сгорании тяжелых нефтепродуктов, таких как смола FCC, каменноугольная смола, смола крекинга этилена и небольшое количество растительного масла. Технический углерод представляет собой форму аморфного углерода, который имеет высокое отношение площади поверхности к объему, хотя его отношение площади поверхности к объему является низким по сравнению с активированным углем. Он отличается от сажи из-за гораздо более высокого отношения площади поверхности к объему и значительно меньшего (незначительного и небиодоступного) содержания ПАУ. Технический углерод используется в качестве пигмента и усиления в резиновых и пластмассовых изделиях.

Химическое название: аморфный углерод.


Синонимы
Углеродная сажа, Углеродная черная сажа, Ацетиленовая сажа, Костный уголь для животных, Ламповая сажа, черная лампа, Фуллереновые трубки, Углеродная сажа, № CAS 7782-42-5

Технический углерод (CB) - это общее обозначение частиц с углеродистой сердцевиной, полученных в результате неполного сгорания тяжелых нефтепродуктов и используемых в качестве черного пигмента.


Технический углерод (CB) получают путем термического разложения тяжелых нефтепродуктов.
CB обычно используется в качестве армирующего и поддерживающего материала для металлического катализатора из-за его более высокой электропроводности, большой площади поверхности и стабильности.


Пигменты технического углерода сегодня производятся в основном с помощью современных химических процессов в промышленных масштабах.
Они являются важнейшими представителями черных пигментов.
Пигменты технического углерода имеют ряд преимуществ по сравнению с другими неорганическими черными пигментами и с черными органическими красителями.
Укрывистость, стабильность цвета, стойкость к растворителям, стойкость к кислотам и щелочам, а также термическая стабильность - отличные хорошие свойства, которые не достигаются с другими черными материалами.
Пигменты технического углерода применяются в большинстве систем, связанных с пигментами, таких как печатные краски, краски и покрытия, пластмассы и косметика.
Их производят с помощью нескольких промышленных процессов.
Печная сажа, швеллерная сажа и газовая сажа имеют наивысшее значение среди различных видов технического углерода.
Размер частиц, гранулометрический состав, качество поверхности и структура определяют колористические и прикладные технические свойства отдельных пигментов.
Окислительная последующая обработка используется во многих случаях для модификации поверхности пигментов с точки зрения стабильности и совместимости с системой нанесения.
Обработка частиц, дополнительная обработка и предоставление пигментных препаратов являются подходящими способами улучшения пигментов и оптимизации лекарственной формы.

Ключевые слова: пигменты технического углерода, канальный процесс сажи, процесс сажи, процесс газовой сажи, окислительная доочистка.

Основы и свойства
Неорганические черные пигменты включают технический углерод, черный оксид железа и шпинель.
Пигменты технического углерода являются наиболее важными среди черных.
Термин «технический углерод» означает ряд четко определенных продуктов промышленного производства, которые производятся в строго контролируемых условиях.
Технический углерод состоит из высокодисперсных частиц углерода почти сферической формы.
Эти частицы образуются в результате неполного сгорания или термического разложения газообразных или жидких углеводородов.
Технический углерод не состоит из чистого углерода.
Они по-прежнему содержат значительные количества химически связанного водорода, кислорода, азота и серы в зависимости от условий производства и качества сырья.
Технический углерод применяется не только в качестве пигмента, но и в качестве активного наполнителя в резине, особенно в автомобильных шинах.

Способ производства
Метод производства сажи из резервуара для природного газа: возьмите природный газ в качестве сырья и используйте железную трубу, чтобы отправить его в камеру сгорания.
По форме камера сгорания может быть длинной и короткой и выполнена из стального листа. Внутри него находится несколько олефиновых горелок.
Природный газ распыляется с соответствующей силой из сопла горелки и сжигается в случае недостатка воздуха, то есть для образования яркого и черного пламени дыма.
Затем пламя попадает прямо в чугун, расстояние между горелкой и поверхностью щели составляет 65 ~ 80 мм.
В это время температура горения олефинов снижается с примерно 1000 до 1400 ° C до примерно 500 ° C, и сажа накапливается.
Канавка может двигаться вперед и назад по горизонтали со скоростью от 3 до 4 мм / с.
Для поддержания нормальной производительности необходимое количество воздуха примерно в 2,5–3 раза больше теоретического расчета. Образовавшуюся сажу соскребали в воронку с неподвижным ракельным ножом и отправляли в центральную упаковочную камеру для утилизации.
Затем сажа размягчается, фильтруется для удаления твердых частиц и окалины и далее отправляется на измельчение в мельнице для получения более однородной толщины.
Однако корпус все еще очень легкий и рыхлый, поэтому его следует встряхнуть, чтобы он стал немного твердым.
Затем добавьте небольшое количество воды к саже, чтобы она приобрела пастообразную форму, и вращайте внутри нее небольшую иглу для образования микрогранул с последующей сушкой для получения готового продукта. В случае использования пигмента для технического углерода, чтобы облегчить диспергирование, гранулирование не требуется. Процесс выглядит следующим образом:
Сырой газ, воздух → крекинг сгорания → сбор → гранулирование → упаковка → готовый продукт.

Технический углерод - один из старейших промышленных продуктов. В древности в Китае уже применялось неполное сжигание растительного масла для изготовления пигментной сажи. В 1872 году Соединенные Штаты впервые использовали природный газ в качестве сырья для производства технического углерода с использованием резервуарного метода и в основном использовали его в качестве красителя. Только в 1912 году Мотт обнаружил усиливающий эффект технического углерода на резину, прежде чем промышленность технического углерода получила быстрое развитие. Затем были последовательно разработаны различные методы обработки. В настоящее время мазутный метод является наиболее эффективным и экономичным, поскольку объем производства мазута составляет 70-90% от общего объема производства технического углерода. Есть в основном печь, щелевой метод, термическое крекинг, три метода.
Его получают путем карбонизации растительного материала, например, торфа. Его также можно получить в результате карбонизации какао-скорлупы и говяжьей кости или сжигания растительного масла.

Использует
1. Это съедобный черный пигмент. Может использоваться для кондитерских изделий в количестве от 0,001% до 0,1%.
2. Его можно использовать для пищевого красителя. Китай предусматривает, что его можно использовать для риса, мучных изделий, конфет, печенья и выпечки с максимальным расходом 5,0 г / кг.
3. Резиновая промышленность использует его в качестве армирующего наполнителя. 2. Paint Inks применяется в качестве красящих пигментов в красках. 3. Используется для производства черной бумаги, такой как упаковочные материалы для фотоматериалов, и черной бумаги из высокопроводящего черного углерода в радиооборудовании. 4. Копировальная бумага и пишущая машинка; он используется, когда требуется для более темных цветов, и может оставаться на носителе. 5. Пластиковые краски, чернила, граммофонные пластинки, крем для обуви, малярная ткань, кожаные покрытия, цветной цемент, электроды, электронные щетки, батарейки и так далее.
4. В качестве электропроводящего агента литий-ионного аккумулятора;
5. В основном используется для производства резины, красок, чернил и других отраслей промышленности;
6. Используется для армирования протектора и боковины автомобиля, шланга, канавки, резинотехнических изделий, а также конвейерной ленты.
7. Используется для протектора шин, поверхностного ремонта шин, автомобильных резиновых деталей, конвейерных лент, конвейерных подушек и т. Д. Вулканизированный клей этой углеродной сажи демонстрирует превосходную прочность на разрыв и стойкость к истиранию.
8. Он в основном используется для армирования шинного ремня, боковины, сплошных шин, внешнего слоя ролика, поверхности шланга, промышленных резиновых изделий и протектора автомобильных шин.
9. Применяется для армирования протектора шин легковых и грузовых автомобилей, поверхности конвейерной ленты и резинотехнических изделий.
10. Для резиновой арматуры, красителей, металлургии, ракетного топлива.
11. Для резинотехнических изделий для заполнения и армирования.
12. Для резинотехнических изделий, каркаса, арматуры и прочего наполнения.
13. Для красок и красок, пластмасс и других отраслей промышленности.
14. В основном используется для производства аккумуляторных батарей, а также для токопроводящих и антистатических резиновых изделий.
15. В резиновой промышленности он используется в качестве усиливающего агента и фильтра при производстве натурального каучука и бутилкаучука, обеспечивая вулканизированному каучуку превосходную прочность на разрыв, удлинение, сопротивление разрыву и так далее. Его следует в основном использовать для крупногабаритных инженерных шин на основе натурального каучука и различных внедорожных шин, а также для каркаса и боковины. Кроме того, он также может использоваться для высокопрочной конвейерной ленты, холодных резиновых изделий и сверлильного устройства. В легкой промышленности может использоваться как фильтр от краски, туши, эмали и пластмассовых изделий.

Идентификационный тест
Растворимость: не растворяется в воде и органических растворителях (ОТ-42)
Нагревается до красного, горит без пламени.

Анализ содержания
Образец предварительно сушили при 120 ° C в течение 4 ч, а затем измеряли с помощью прибора, такого как C.H. O анализатор или подлежит сжиганию / гравиметрическому анализу.

Токсичность
ADI пока не уточняется. Он включен в список веществ, которым разрешен временный контакт с пищевыми продуктами (FAO / WHO, 2000). Он не может перевариваться и всасываться, поэтому пероральный прием не должен быть токсичным, но, учитывая включение 3,4-бензопирена во время карбонизации, в настоящее время он в основном не используется.

Используйте предел
GB 2760-1996: Кондитерские изделия, печенье, выпечка, рис и мучные изделия, 5,0 г / кг.
ЕЭК предусматривает использование для концентрированного фруктового сока, джема, желе, фруктового вина.

Химические свойства
Он выглядит как черные порошкообразные частицы размером от 0 до 500 мкм.
Относительная плотность от 1,8 до 2,1.
Не растворяется в воде и органических растворителях.
Информация об опасностях и безопасности

Категория Токсичные вещества

Классификация токсичности Низкая токсичность
Острая токсичность Орально-крыса LD50:> 15400 мг / кг

Взрывчатые вещества и опасные свойства взрывоопасны на пылевоздушной смеси.
Воспламеняемость и опасные характеристики Горючий при нагревании и сильном окислителе.

Характеристики хранения и транспортировки Сокровищница: низкотемпературная, вентилируемая и сухая.
Средства пожаротушения вода, двуокись углерода, сухой порошок, пена.

Профессиональный стандарт TWA 3,5 мг / м3; СТЭЛ 7 мг / м3

Химические свойства
мелкодисперсная черная пыль или порошок

Химические свойства
Технический углерод (по существу, элементарный углерод) представляет собой жидкость или твердое вещество (порошок) черного или коричневого цвета. Твердое вещество без запаха. Масло сажи легко воспламеняется и имеет запах нефти.

Физические свойства
Технический углерод [1333-86-4] представляет собой практически чистый элементарный углерод (алмаз и графит - другие формы почти чистого углерода) в форме почти сферических коллоидных частиц, которые образуются в результате неполного сгорания или термического разложения газообразных или жидких углеводородов. По внешнему виду он представляет собой черную мелкоизмельченную таблетку или порошок, иногда достаточно мелкий, чтобы быть невидимым невооруженным глазом. Его использование в шинах, резиновых и пластмассовых изделиях, типографских красках и покрытиях связано со свойствами удельной поверхности, размером и структурой частиц, проводимостью и цветом.
Он входит в число 50 крупнейших промышленных химикатов, производимых в мире, исходя из годового тоннажа.
Текущее мировое производство составляет около 15 миллиардов фунтов в год (6,81 миллиона метрических тонн).
Примерно 90% технического углерода используется в производстве резины, 9% - в качестве пигмента, а оставшийся 1% - в качестве основного ингредиента в сотнях различных приложений.
Современные продукты из технического углерода являются прямыми потомками ранних «черных ламп», впервые произведенных в Китае более 3500 лет назад.
Эти ранние лампы были не очень чистыми и сильно отличались по своему химическому составу от современных сажей. С середины 1970-х годов большая часть технического углерода производилась в процессе сжигания мазута, который чаще всего называют печной сажей.
В отличие от алмаза и графита, которые представляют собой кристаллический углерод, углеродная сажа представляет собой аморфный углерод, состоящий из сплавленных частиц, называемых агрегатами. Такие свойства, как площадь поверхности, структура, диаметр заполнителя и масса, различают различные марки технического углерода.
Используется в резиновой, пластмассовой, полиграфической и лакокрасочной промышленности в качестве армирующего агента и пигмента.
Использует протекторы шин, покрытия ремней и другие износостойкие резиновые изделия; пластмассы в качестве армирующего агента, глушителя, электрического проводника, поглотителя ультрафиолетового излучения; краситель для печатных красок, копировальная бумага; ленты для пишущей машинки; пигмент краски; зародышеобразователь в погодных условиях; расширители в батареях; поглотитель солнечной энергии (см. примечание).
Определение Мелкодисперсная форма углерода, практически весь который получают путем сжигания испаренных фракций тяжелой нефти в печи с 50% воздуха, необходимого для полного сгорания (частичное окисление). Этот вид еще называют печной сажей. Технический углерод также может быть получен из метана или природного газа путем крекинга (термическая сажа) или прямого сжигания (канальная сажа), но эти методы практически устарели. Все типы характеризуются очень мелким размером частиц, что объясняет их усиливающую и пигментирующую эффективность.
Определение Тонкоизмельченная форма углерода, образующаяся при неполном сгорании такого углеводородного топлива, как природный газ или нефтяное масло. Он используется как черный пигмент в чернилах и как наполнитель для резины при производстве шин.
Определение технического углерода: мелкодисперсный углеродный порошок, полученный путем сжигания углеводородов в недостаточном количестве воздуха. Используется как пигмент и наполнитель (например, для резины).

Ацетилен Черный ДЕНКА
Ацетиленовый черный DSPL
C.I. Пигмент Черный 7
Углерод
углерод
УГОЛЬНО ЧЕРНЫЙ
Угольно черный
Угольно черный
угольно черный
Технический углерод аморфный
Угольно черный; Ацетиленовый черный
Метан
метан

Rockport

Торговые наименования
АЦЕТИЛЕН ЧЕРНЫЙ
Аддипаст
Arosperse
Черный жемчуг
Bleumina
бутиловый регенерированный каучук
Карбоколор
Карбоколор порошок
Карбофин

УГОЛЬНО ЧЕРНЫЙ
Углеродный черный BV и V
Технический углерод Chezacarb AC - тип A
Технический углерод Chezacarb AC - тип A +
Технический углерод Chezacarb AC - тип B
Технический углерод N-326
CD
CI 77266
CI Пигмент Черный 6
CI Пигмент Черный 7
CK3
Conductex®
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЙ УГЛЕРОД
КОНТИНЕКС
Copeblack®
Коракс
ДЕНКА ЧЕРНАЯ
DIABLACK
Алмазная сажа
Durex
EB
Ecorax
Фарбрусс
Farbruss, Цвет Черный
Фарбрусс; цвет черный
Flammruss
Flammruss, цвет черный
Flammruss; цвет черный
Flammruss; пантера
Flammruß
Furnex®
Газовый черный
HIBlack
HiBlack
ЭСО № 8
Лампа Черный
LIONITE EC200LCARBON ECPCARBON ECP600JDCARBON ECP200L
MAP01004
MITSUBISHI CARBON ЧЕРНЫЙ
Монарх
MPC Channel черный
№ 772
П-110
N550
НЕГРОВЕН
Neotex®
Nerox
Нипекс
NuTone
Ориент Блэк
P 803
P 805 S
Пантера
пантера
ВЕЧЕРА
Printex
PUREBLACK®
Purex
Ворон
Raven®
Рояль Блэк
резиновые порошки
Saze Chezacarb AC - тип A
Saze Chezacarb AC - тип A +
Saze Chezacarb AC - тип B
МОРЕ
Особый черный
Statex®
Thermax ®
Thermax ® Порошок
Порошок Thermax® Ultra Pure
Thermax ® Нержавеющая сталь
Thermax ® Порошок для нержавеющей стали
Thermax ® Порошок для нержавеющей стали Ultra Pure
Thermax ® Ультра Чистый
регенерированная резина
ТОКАБЛАК
восстановление протектора шины
Ультра®
восстановление всей шины
XPB
XT

Bu internet sitesinde sizlere daha iyi hizmet sunulabilmesi için çerezler kullanılmaktadır. Çerezler hakkında detaylı bilgi almak için Kişisel Verilerin Korunması Kanunu mevzuat metnini inceleyebilirsiniz.