Der technische Kohlenstoff, seine Herstellung

Kohlenstoff (GOST 7885-86) - eine Art Industrie Kohlenstoff-Produkte, vor allem in der Herstellung von Gummi als Füllstoff verwendet, die Stärkung seiner Nutzungsleistungseigenschaften.Im Gegensatz zu Koks und Pech ist fast ein Ruß im Aussehen ähnelt.

Scope

Etwa 70% der Ruß für die Herstellung von Reifen, 20% verwendet - für die Herstellung von Gummiprodukten.Auch wird die technische Kohlenstoff in der Lack Herstellung und Lieferung von Druckfarben, wo es als ein schwarzes Pigment dient.

Ein weiteres Anwendungsgebiet - die Produktion von Kunststoff- und Kabelummantelungen.Hier wird das Produkt als Füllstoff zugesetzt und verleihen spezielle Eigenschaften zu Produkten.In geringen Mengen Ruß in anderen Branchen.

Eigenschaft

Kohlenstoff - ein Produkt von einem Prozess, der die neuesten Engineering-Techniken und Kontrollmethoden.Dank seiner Reinheit und streng definierten Satz von physikalischen und chemischen Eigenschaften, es hat nichts mit dem als kontaminiert Nebenprodukt aus der Verbrennung von Kohle und Öl, oder den ungeregelten Verbrennungsmotoren erzeugtem Ruß zu tun.Nach allgemein anerkannten internationalen Klassifikation von Ruß bezeichnet Carbon Black (Ruß übersetzt aus Englisch), Ruß in Englisch - Ruß.Das heißt, sind diese Konzepte derzeit keine Möglichkeit Mix.

Verstärkungseffekt durch Füllung Kautschuk Ruß wurde zur Entwicklung der Kautschukindustrie sind nicht weniger wichtig als die Entdeckung der Vulkanisation von Kautschuk mit Schwefel.In der Kautschukzusammensetzung der großen Kohlenstoffzahl der Inhaltsstoffe Gewichts rangiert Gummi.Die Wirkung der qualitativen Eigenschaften von Ruß in der Kautschuk viel mehr als Qualitätsindikatoren für den Hauptbestandteil - Kautschuk.

Verstärkungseigenschaften

Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Materials durch Einbringen eines Füllstoffs genannte Verstärkung (Verstärkung), und solche Füllstoffe Verstärker genannt (Ruß, gefälltes Silica).Unter den wirklich einzigartigen Eigenschaften der Verstärker hat eine technische Kohlenstoff.Noch vor dem Aushärten kommuniziert es mit dem Kautschuk, und das Gemisch nicht vollständig in Ruß und Kautschuk mit Lösungsmitteln abgetrennt werden.

Kautschukfestigkeit von den wichtigsten Elastomeren abgeleitet:

Die Tabelle zeigt die Eigenschaften der aus verschiedenen Arten von Gummi ohne Füllung erhaltenen Vulkanisate und mit Ruß gefüllt.Aus diesen Daten kann man sehen, wie der Kohlenstoffgehalt sehr stark von der Gummifestigkeitsindex in Spannung beeinflusst.Übrigens andere partikuläre Pulver in Kautschukmischungen verwendet die gewünschte Farbe oder ein Gemisch aus billiger zu verleihen - Kreide, Kaolin, Talk, Eisenoxid und andere nicht verstärkende Eigenschaften aufweisen.

Struktur

Net natürlicher Kohlen - ein Diamant und Graphit.Sie haben Kristallstruktur deutlich voneinander verschieden.Röntgenbeugung fand Ähnlichkeiten in der Struktur von Naturgraphit und künstliches Material Ruß.Kohlenstoffatome in Graphit bilden große Schichten der kondensierten aromatischen Ringsystemen, mit dem Atomabstand 0,142 nm.Diese Graphitschichten kondensierte aromatische Systeme wird der Basisebene bezeichnet.Der Abstand zwischen den Ebenen ist, genau definierte, 0,335 nm.Alle Schichten parallel zueinander angeordnet sind.Die Dichte des Graphits beträgt 2,26 g / cm3.

Gegensatz zu Graphit, das eine dreidimensionale Anordnung aufweist, technische Kohlen nur zweidimensionale Anordnung ist.Sie besteht aus einem gut entwickelten Graphitebenen etwa parallel zueinander, jedoch versetzt zu benachbarten Schichten - das heißt, nach dem Zufallsprinzip ausgerichteten Ebene gegenüber der normal.

förmigen Struktur von Graphit gegenüber ordentlich gestapelt Karten und der Struktur des Rußes mit einem Kartenspiel in der die Karten verschoben sind.Es Ebenenabstand größer ist als die von Graphit und 0,350-0,365 nm.Daher ist in dem Bereich 1,76-1,9 g / cm3, je nach Typ (normalerweise 1,8 g / cm 3) die Dichte geringer als die Dichte von Ruß und Graphit.

Färbepigment (Einfärben) von Rußen in der Herstellung von Druckfarben, Lacken, Kunststoffen, Fasern, Papier und Baustoffen.Sie werden in eingestuft:

• vysokookrashivayuschy Ruß (NA);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

dritten Buchstaben steht für ein Verfahren zur Herstellung - Ofen (F) oder einen Kanal (C).Bezeichnungsbeispiel: HCF - vysokookrashivayuschy Ofenruß (Hiqh Colour Furnace).

Farbkraft des Produkts auf die Größe der Teilchen bezogen.Abhängig von der Größe ihrer Kohlen Technische in Gruppen eingeteilt:

Klassifizierung

Ruß für Kautschuk in dem Grad

• Vysokousilivayuschy (Lauffläche, fest): steigernde Wirkung wird unterteilt.Es bot eine hohe Festigkeit und Abriebfestigkeit.Die Partikelgröße kleiner (18-30 nm).Verwendet in Förderbändern, Reifenlaufflächen.
• Poluusilivayuschy (Drahtgitter-, weich).Durchschnittliche Partikelgröße (40-60 nm).Übernehmen in den unterschiedlichsten Industriegummiwaren, Reifenkarkassen.
• Nizkousilivayuschy.Die Teilchengröße der eine große (mehr als 60 nm).Die Reifenindustrie verwendet begrenzt.Sie sorgt für die nötige Festigkeit, während eine hohe Elastizität von Gummi.

vollständige Klassifikation ist von Ruß in der Norm ASTM D1765-03 bestimmten, von allen der weltweit Hersteller des Produkts und den Verbrauchern angenommen.Es Klassifizierung, insbesondere ist auf eine Reihe von spezifischen Oberfläche der Teilchen durchgeführt:

Herstellung von Kohlenstoff

sind drei Technologien der Industrie Ruß, der in dem Zyklus verwendet wird,unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen:

• Ofen;
• Kanal;
• Rohr;
• Plasma.

auch ein thermisches Verfahren, bei denen die Hochtemperatur-Zerlegung von Erdgas oder Acetylen.

Zahlreiche Marken durch verschiedene Technologien hergestellt, haben verschiedene Eigenschaften.

Technology of

theoretisch möglich, Ruß Alle diese Verfahren produzieren jedoch mehr als 96% des hergestellten Produkts ein Ofenverfahren aus flüssigen Rohstoffen.Das Verfahren ermöglicht es, eine Vielzahl von Marken von Ruß mit einem bestimmten Satz von Eigenschaften zu erhalten.Zum Beispiel die Omsk Rußanlage dieser Technologie produziert mehr als 20 Rußsorten.

Allgemeine Technologie ist.Ausgekleideten Reaktor vysokoogneupornymi Materialien geliefert Erdgas und auf 800 ° C Luft.Durch Verbrennen von Erdgas, um Produkte vollständiger Verbrennung bei einer Temperatur von 1820-1900 ° C zu erzeugen, das eine bestimmte Menge an freiem Sauerstoff.In den Hochtemperatur-Produkte vollständiger Verbrennung des flüssigen Kohlenwasserstoffbeschickung eingespritzt wird, sorgfältig vorgemischt und auf 200-300 ° CBei einem streng kontrollierten Temperatur, die je nach dem Grad der Ruß verschiedene Werte von 1400 bis 1750 ° C Pyrolyse des Einsatzmaterials erfolgt

In einem gewissen Abstand von der Zufuhr thermische und Oxidationsreaktion wird durch Einspritzen von Wasser beendet.Die resultierenden Pyrolysegase und der Ruß Reaktion eingehen Luftvorwärmers in dem sie einen Teil ihrer Wärme an das in dem Verfahren verwendete Luft zu geben, die Temperatur des Gemisches aus uglerodogazovoy 950-1000 ° C auf 500-600 ° C gesenkt

Nach Abkühlen auf 260-280 ° C durch die zusätzliche Einspritzung von Wasser in die Mischung aus Ruß und Gase in das Sackhaus, in dem Ruß vom Gas getrennt und in den Trichter des Filters gerichtet ist.Dedicated technischen Kohlefilter aus dem Trichter durch die Pipeline Gas-Transport wird durch Ventilatoren (Gebläse) in die Granulierung geliefert.

Hersteller von Kohlenstoff

Welt Herstellung von Ruß mindestens 10 Mio. Tonnen.Eine so große Nachfrage nach dem Produkt ist in erster Linie aufgrund seiner einzigartigen Verstärkungseigenschaften.Lokomotiven Branchen sind:

• Aditya Birla Group (Indien) - etwa 15% des Marktes.
• Cabot Corporation (USA) - 14% des Marktes.
• Orion Engineered Carbons (Luxemburg) - 9%.

größten russischen Hersteller von Kohlenstoff:

• Ltd. "Omsktehuglerod" - 40% des russischen Marktes.Pflanzen in Omsk, Wolgograd, Mogilev.
• OAO "Yaroslavl technischen carbon" - 32%.
• von "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.