什么是炭黑
- 發布時間:2018-05-24
- 發布者: admin
- 來源: 本站
- 閱讀量:2642
碳黑,又名炭黑,是一種無定形碳。是一種輕、松而極細的黑色粉末,表面積非常大,范圍從10~3000m2/g,是含碳物質(煤(mei)、天然氣、重油、燃(ran)料油等(deng))在空氣不足的(de)條件下經不完(wan)全燃(ran)燒或受熱分(fen)解而得的(de)產物。由天然氣制(zhi)成的(de)稱(cheng)“氣黑(hei)”,由油類制(zhi)成的(de)稱(cheng)“燈(deng)黑(hei)”,由乙炔制(zhi)成的(de)稱(cheng)“乙炔黑(hei)”。此外(wai)還(huan)有“槽黑(hei)”“爐(lu)黑(hei)”。按炭黑(hei)性能區分(fen)有“補強炭黑(hei)”“導電炭黑(hei)”“耐磨(mo)炭黑(hei)”等(deng)。可作黑(hei)色染(ran)料,用于制(zhi)造(zao)中國墨、油墨、油漆等(deng),也(ye)用于做(zuo)橡膠(jiao)的(de)補強劑。
2017年10月27日,世界衛生(sheng)組織國際癌癥研(yan)究機構(gou)公(gong)布的致(zhi)癌物清單初步整理(li)參考(kao),碳黑在(zai)2B類(lei)致(zhi)癌物清單中(zhong)。

炭黑發展史
據記(ji)載,中國是(shi)世界上最早(zao)生產炭黑的國家之(zhi)一。在(zai)古(gu)時候(hou),人們焚(fen)燒(shao)動(dong)植物油、松樹枝,收集火煙凝成(cheng)的黑灰,用來(lai)調制墨和黑色顏料。這種(zhong)被稱之(zhi)為“炱”的黑灰就(jiu)是(shi)最早(zao)的炭黑。
1821 年人們在北美地區首次用天然氣(qi)(qi)為原料(liao)(liao)生產炭(tan)黑(hei),從此炭(tan)黑(hei)不再是(shi)“炱”那么簡單,它是(shi)“氣(qi)(qi)態或液態的碳氫(qing)化(hua)合物(wu)在空氣(qi)(qi)不足的條(tiao)件下進行不完全燃燒或熱裂分解所生成的無定形碳,為疏(shu)松(song)、質輕而(er)極細的黑(hei)色粉末”。大(da)片油氣(qi)(qi)田相繼開采,源(yuan)源(yuan)不斷的原料(liao)(liao)供應推(tui)動炭(tan)黑(hei)生產由手工操作邁入了大(da)規模工業化(hua)時代。
1912 年(nian)人們發現(xian)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)對橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有補(bu)強作用,從此炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)逐漸成(cheng)為橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)工業不可缺少的(de)原材(cai)料。世界(jie)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)工業原材(cai)料耗用量(liang)排在第一(yi)位的(de)是(shi)生膠(jiao)(jiao),第二(er)位的(de)是(shi)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei);換言之,炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)已成(cheng)為消費(fei)量(liang)最大的(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)配(pei)合劑。炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)的(de)耗用量(liang)一(yi)般占橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耗用量(liang)的(de)40%~50%,也(ye)就是(shi)說,在橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)配(pei)方中,通常每使用2份橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)就會搭配(pei)使用1份炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)。
炭黑結構
炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)的(de)(de)結(jie)構(gou)性(xing)(xing)是以炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)間聚(ju)(ju)成(cheng)鏈狀(zhuang)(zhuang)或(huo)葡萄狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)程度來表示的(de)(de)。由凝聚(ju)(ju)體(ti)的(de)(de)尺(chi)寸、形(xing)(xing)態和每一凝聚(ju)(ju)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)數量構(gou)成(cheng)的(de)(de)凝聚(ju)(ju)體(ti)組(zu)成(cheng)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)稱(cheng)為高結(jie)構(gou)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)。常用吸油(you)值表示結(jie)構(gou)性(xing)(xing),吸油(you)值越(yue)大(da)(da),炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)結(jie)構(gou)性(xing)(xing)越(yue)高,容易(yi)形(xing)(xing)成(cheng)空(kong)間網(wang)絡通道,而且不(bu)易(yi)破(po)壞。高結(jie)構(gou)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)顆粒(li)(li)(li)細,網(wang)狀(zhuang)(zhuang)鏈堆(dui)積緊密,比(bi)表面(mian)積大(da)(da),單位質量顆粒(li)(li)(li)多(duo),有利于在聚(ju)(ju)合(he)物中(zhong)(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)鏈式導電結(jie)構(gou),其中(zhong)(zhong)在眾多(duo)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)品種(zhong)中(zhong)(zhong)以乙炔炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)為最佳(jia)。粒(li)(li)(li)徑(jing)分布(bu)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)比(bi)分布(bu)窄(zhai)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)更能賦予(yu)聚(ju)(ju)合(he)物導電性(xing)(xing),并用統計方法解釋這個現象。粒(li)(li)(li)徑(jing)分布(bu)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei),少數大(da)(da)直徑(jing)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)需要數目(mu)巨大(da)(da),直徑(jing)更小(xiao)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)給予(yu)補償(chang),相同平均粒(li)(li)(li)徑(jing)分布(bu)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)比(bi)分布(bu)窄(zhai)的(de)(de)炭(tan)(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)有更多(duo)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)總數。
炭黑分類
按生產
主要分為燈黑、氣黑、爐(lu)黑和槽黑。
按用途
炭(tan)黑(hei)(hei)(hei)按(an)用途不(bu)同,通常分(fen)為色(se)素用炭(tan)黑(hei)(hei)(hei)、橡膠(jiao)用炭(tan)黑(hei)(hei)(hei)、導電碳黑(hei)(hei)(hei)和專用碳黑(hei)(hei)(hei)。
色(se)(se)素(su)(su)用炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)—國(guo)際上,根據(ju)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)的(de)著色(se)(se)能力,通常分為三(san)(san)類,即高色(se)(se)素(su)(su)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei),中色(se)(se)素(su)(su)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)和低色(se)(se)素(su)(su)炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)。這種(zhong)分類通常用三(san)(san)個(ge)英文字母表示,前(qian)兩(liang)個(ge)字母表示炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)的(de)著色(se)(se)能力,最(zui)后一個(ge)字母表示生產(chan)方(fang)法(fa)。
橡(xiang)膠用炭(tan)(tan)黑—橡(xiang)膠用炭(tan)(tan)黑原來(lai)(lai)是按(an)粒徑大小(xiao)來(lai)(lai)分(fen)類(lei)的,但(dan)后(hou)(hou)來(lai)(lai)改為按(an)氮表(biao)(biao)(biao)面積(ji)分(fen)類(lei)。此外,命名時把炭(tan)(tan)黑顏料(liao)的硫(liu)化(hua)速度(du)和(he)結(jie)構等(deng)因素也考慮(lv)進去(qu)了,由4個(ge)(ge)系統構成。第一個(ge)(ge)英文字母(mu)代(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)膠料(liao)的硫(liu)化(hua)速度(du),以N代(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)正常硫(liu)化(hua)速度(du),S代(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)緩慢硫(liu)化(hua)速度(du)。后(hou)(hou)面3個(ge)(ge)為阿拉伯數(shu)字。第一個(ge)(ge)數(shu)字代(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)炭(tan)(tan)黑氮表(biao)(biao)(biao)面積(ji)范圍,共列(lie)為0~9個(ge)(ge)等(deng)級。第二和(he)第三個(ge)(ge)數(shu)字則由美國材(cai)料(liao)試(shi)驗協會(hui)負(fu)責炭(tan)(tan)黑和(he)術語的D24.41委員會(hui)指定(ding)的,反映不同的結(jie)構程(cheng)度(du),也就是炭(tan)(tan)黑大概的高低結(jie)構確(que)定(ding)的,有一定(ding)的任(ren)意(yi)性。相對而(er)言,數(shu)字越大,結(jie)構越高。
按功能
主要分為補強碳(tan)黑、著色碳(tan)黑、導(dao)電碳(tan)黑等(deng)。
按型號
主(zhu)要分為N220、N330、N550、N660、N990、N110、N115、N234、N326、N339、N375、N539、N550、N880等。
