Carbono técnico, su preparación

carbono (GOST 7885-86) - un tipo de productos industriales de carbono, utilizado principalmente en la fabricación de caucho como material de relleno, lo que refuerza sus propiedades técnicas útiles.En contraste con el coque y el terreno de juego es casi un negro de carbono en apariencia se asemeja.

Alcance

Aproximadamente el 70% de negro de carbono utilizado para la fabricación de neumáticos, 20% - para la producción de productos de caucho.También, el carbono técnica se utiliza en la fabricación de pintura y la entrega de tintas de impresión, donde sirve como un pigmento negro.

Otra área de aplicación - la producción de plásticos y cubiertas de cables.Aquí, el producto se añade como carga e impartir propiedades especiales a los productos.En pequeñas cantidades de negro de carbón se utiliza en otras industrias.

Característica

carbono - un producto de un proceso que incluye las últimas técnicas de ingeniería y métodos de control.Gracias a su pureza y conjunto estrictamente definido de las propiedades físicas y químicas, no tiene nada que ver con el hollín producido como subproducto contaminado de carbón y fuel-oil, o los motores de combustión interna no regulados.De acuerdo con la clasificación internacional generalmente aceptada de negro de carbono designado Carbono Negro (carbono negro Traducido del Inglés), negro de humo en Inglés - hollín.Es decir, estos conceptos son actualmente ninguna mezcla manera.

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efecto de amplificación mediante la cumplimentación de negro de humo de caucho era para el desarrollo de la industria del caucho no son menos importantes que el descubrimiento de la vulcanización de caucho con azufre.En la composición de caucho de carbono gran número de ingredientes en peso ocupa el segundo lugar de goma.El efecto de las propiedades cualitativas de negro de humo en el caucho mucho más que los indicadores de calidad del ingrediente principal - de goma.

propiedades de refuerzo

mejoran las propiedades físicas del material mediante la introducción de un relleno llamada ganancia (refuerzo), y tales cargas se llaman amplificadores (negro de carbón, sílice precipitada).Entre las características verdaderamente únicas de amplificadores tiene un carbono técnico.Incluso antes del curado se comunica con el caucho, y la mezcla no puede ser completamente separado en negro de carbón y el caucho con disolventes.La fuerza de caucho

derivado de las principales elastómeros: fuerza

elastómero

tracción, vulcanizados MPa

vulcanizado sin llenar

con relleno de carbono negro

estireno-butadienocaucho

3,5

24,6

butadieno

4,9

28,1

caucho de etileno-propileno

35 de caucho de poliacrilato

21,1

caucho de polibutadieno

2,1

17,6

5,6

21,1

La tabla muestra las propiedades de los vulcanizados obtenidos a partir de diferentes tipos de caucho sin llenar, y lleno de negro de humo.A partir de estos datos se puede observar cómo el contenido de carbono influye en gran medida en el índice de fuerza de goma en tensión.Por cierto, otros polvos de partículas utilizados en mezclas de caucho para impartir el color deseado o una mezcla de más barato - tiza, caolín, talco, óxido de hierro y otros no tienen propiedades de refuerzo.Estructura

neto de carbono naturales - un diamante y el grafito.Tienen estructura cristalina significativamente diferentes uno del otro.Difracción de rayos X encontraron similitudes en la estructura de grafito natural y negro de humo material artificial.Los átomos de carbono en grafito forman grandes capas de anillo-sistemas aromáticos condensados, con la distancia interatómica 0.142 nm.Estas capas de grafito de sistemas aromáticos condensados ​​se llama el plano basal.La distancia entre los planos está estrictamente definido y 0335 nm.Todas las capas están dispuestas paralelas entre sí.La densidad del grafito es 2,26 g / cm3.

A diferencia de grafito, que tiene una ordenación tridimensional, carbono técnica se caracteriza por pedido sólo dos dimensiones.Se compone de un bien desarrollados planos de grafito dispuesto aproximadamente paralelas entre sí, pero desplazada con respecto a las capas adyacentes - es decir, plano orientado al azar con respecto a la normal.

estructura en forma de grafito en comparación con la cubierta cuidadosamente apilados de tarjetas, y la estructura del negro de carbono con una baraja de cartas en el que las tarjetas se desplazan.Es espaciado interplanar mayor que el de grafito y 0,350-0,365 nm.Por lo tanto, la densidad menor que la densidad de negro de carbón y grafito está en el intervalo 1,76-1,9 g / cm3, dependiendo del grado (normalmente 1,8 g / cm3).

pigmento colorante negros (colorante) de carbono utilizados en la fabricación de tintas de impresión, revestimientos, plásticos, fibras, papel y materiales de construcción.Se clasifican en:

  • vysokookrashivayuschy negro de carbono (NA);
  • sredneokrashivayuschy (MS);
  • normalnookrashivayuschy (RC);
  • nizkookrashivayuschy (LC).

tercera letra representa un método de producción - horno (F) o el canal (C).Ejemplo de designación: HCF - vysokookrashivayuschy negro de humo de horno (de Hiqh Color horno).

poder colorante del producto en relación con el tamaño de sus partículas.Dependiendo del tamaño de su carbono Técnica divididos en grupos:

tamaño medio de partícula, nm

Marcos humo de horno negro

10-15

HCF

16-24

MCF

25-35

RCF

& gt; 36

LCF

Clasificación

negro de carbono para el caucho en el gradoefecto potenciador se divide en:

  • Vysokousilivayuschy (banda de rodadura, la firma).Se proporciona una alta resistencia y resistencia a la abrasión.El pequeño tamaño de partículas (18-30 nm).Se utiliza en las bandas transportadoras, bandas de rodadura.
  • Poluusilivayuschy (estructura metálica y suave).Tamaño de partícula media (40-60 nm).Aplicar en diversos productos de caucho industriales, carcasas de neumáticos.
  • Nizkousilivayuschy.El tamaño de las partículas de un grande (más de 60 nm).La industria del neumático utiliza limitado.Proporciona la fuerza necesaria mientras se mantiene una alta elasticidad de productos de caucho.

clasificación completa se da de negro de carbono en la norma ASTM D1765-03, adoptado por todos los fabricantes del mundo de los productos y sus consumidores.Se clasificación, en particular, se lleva a cabo en un rango de superficie específica de las partículas:

№ grupo

promedio de superficie específica mediante adsorción de nitrógeno, m2 / g

0

& gt; 150

1

121-150

2

100-120

3

70-99

4

50-69

5

40-49

6

33-39

7

21-32

8

20.11

9

0-10

Producción de carbono

son tres tecnologías de negro de humo industrial, que se utiliza en el ciclocombustión incompleta de hidrocarburos:

  • horno;Canal
  • ;Tubo
  • ;Plasma
  • .

también un método térmico en el que la alta temperatura de la descomposición de gas natural o de acetileno.

Numerosas marcas producidas por diferentes tecnologías, tienen diversas características.

Tecnología

de

teóricamente posible producir negro de carbono de todos estos métodos, sin embargo, más de 96% del producto fabricado un método de horno partir de materias primas líquidas.El método permite obtener una gran variedad de marcas de negro de carbono con un conjunto específico de propiedades.Por ejemplo, la Planta de Negro de Carbono Omsk por esta tecnología produce más de 20 grados de negro de carbono.Tecnología

General.Materiales vysokoogneupornymi reactor revestido suministran gas natural y se calienta a 800 ° C aire.Al quemar gas natural para producir productos de la combustión completa con una temperatura de 1820-1900 ° C, que contiene una cierta cantidad de oxígeno libre.En los productos de alta temperatura de combustión completa del material de alimentación de hidrocarburo líquido se inyecta, cuidadosamente pre-mezcla y se calienta a de 200-300 ° C.La pirólisis de la materia prima se produce a una temperatura estrictamente controlada, que, dependiendo del grado de negro de carbón producido tiene diferentes valores 1700-50 ° C.

A cierta distancia de la reacción térmica ya la oxidación de alimentación se detiene mediante la inyección de agua.Los gases de pirólisis resultantes y la reacción de negro de carbono entran en el precalentador de aire, en el que se dan una parte de su calor al aire utilizado en el proceso, la temperatura de la mezcla se baja uglerodogazovoy desde 950 hasta 1.000 ° C a 500-600ºC

Después de enfriar a 260-280 ° C por la inyección adicional de agua, la mezcla de negro de carbono y los gases se dirige a la cámara de filtros, donde se separa negro de carbono a partir del gas y entra en la tolva del filtro.Filtro de carbón técnica Dedicado desde la tolva a través del gasoducto de transporte de gas es suministrado por los ventiladores (sopladores) en la granulación.Fabricantes

de

carbono producción

Mundial de negro de carbono superior a 10 millones de toneladas.Esta gran demanda del producto se debe principalmente a sus propiedades de refuerzo únicas.Industrias Locomotoras son:

  • Aditya Birla Grupo (India) - alrededor del 15% del mercado.
  • Cabot Corporation (EE.UU.) - 14% del mercado.
  • Orion Engineered Carbones (Luxemburgo) - 9%.

mayores productores rusos de carbono:

  • Ltd. "Omsktehuglerod" - 40% del mercado ruso.Las plantas en Omsk, Volgogrado, Mogilev.
  • OAO "Yaroslavl carbono técnico" - 32%.
  • de "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.