Particulele de negru de fum sunt globula. constând din structuri de grafit degradate. Distanța interplanară dintre straturile de grafit este de 0,35-0,365 nm (pentru comparație, un grafit 0,335 nm).
Mărimea particulelor (13-120 nm) definește „dispersabilitatea“ de negru de fum. Indicator fizico-chimică a dispersiei, suprafața specifică este. Suprafața particulei are rugozități furnicătură datorate pe fiecare alt strat. O măsură de rugozitate servește raportul între suprafața specifică de negru de fum și un indice de iod (ca număr de iod determină suprafața totală a particulelor, ținând cont de rugozitate).
Particulele în procesul de producere a unui r combinat. N. „Agregate“, caracterizate prin „structural“ - ramificata - o măsură care este absorbția uleiului.
Agregatele se lipesc între ele într-o formație mai puțin puternic - „fulgi“.
Pe lângă atomii de carbon compus din atomi de carbon de sulf sunt prezenți. oxigen. azot.
negru de fum are o suprafață mare (5-150 mp / g), cu o activitate semnificativă. Pe o suprafață sunt detectate m. N. grupări terminale (-COOH, -CHO, -OH, -C (O) -O-, -C (O) -), iar hidrocarbura sorbit resturile nedescompus. Numărul lor depinde de metoda de preparare și prelucrarea ulterioară a particulelor de carbon. Pentru particulele de pigmenți de negru de fum sunt adesea supuse la oxidare tratamentul cu acizi.
Densitatea reală a particulelor de negru de fum - 1,76-1,9 g / cm³. Densitatea în vrac sub formă de fulgi ( „praf“) de negru de fum este de 330-420 kg / m³. Pentru ușurința transportului și utilizarea de negru de fum granulat la o densitate de 300-600 kg / m³.
negru de fum este utilizat ca o componentă de ranforsare în producția de cauciuc și materiale plastice. Aproximativ 70% din negru de fum produs utilizat în producția de anvelope.
20% în producția de produse din cauciuc. Suma rămasă este folosită ca pigment negru; moderator al „îmbătrânire“ din materiale plastice; mase plastice componente cu proprietăți speciale: (.. capacitatea antistatic electroconductor de a absorbi radiațiile ultraviolete, radiațiile radar).
Întărirea efectului de negru de fum în compoziția polimerilor este în mare parte datorită activității sale de suprafață. Evaluează gradul de modificări ale proprietăților vulcanizate din cauciuc care conțin minimum 50% în greutate negru de fum de grade diferite se pot baza pe următoarele date (ca bază utilizat SBR - cauciuc stiren-butadienă):
marcaţi pe
ASTM D1765
Trebuie remarcat faptul că, în plus față de proprietățile fizice excelente ale polimerilor de negru umplut de carbon dă o culoare neagră. În acest sens, pentru producția de materiale plastice, care este important pentru culoarea finală (de exemplu pantof-compus) ca umplutură de ranforsare t utilizat. N. "Carbon alb" (aerosil) - silice fumans.
În corectitudine, trebuie remarcat faptul că proporția crește „carbon alb“, în producția de anvelope auto, vulcanizate din cauciuc, deoarece pe baza ei au o pierderi considerabil mai mici, prin frecare la rulare, ceea ce duce la economisirea de combustibil. Cu toate acestea, efectul de creștere „funingine alb“, și rezistența la abraziune vulcanizate, în timp ce în mod semnificativ mai rău decât atunci când se utilizează negru de fum.
Există mai multe procedee industriale pentru producerea de negru de fum. Baza tuturor constă termic (piroliza) sau descompunere termo-oxidativă a hidrocarburilor lichide sau gazoase. În funcție de materia primă utilizată și metoda descompunerii se disting:
- cuptor - un proces continuu efectuat într-un reactor cu curgere in inchise cilindrice. Materia primă de hidrocarburi lichide este injectat duze mecanice sau pneumatice în fluxul de ardere completă de gaze combustibile (gaz natural. Combustibil Diesel), cu costurile tuturor fluxurilor de materiale sunt menținute la un nivel predeterminat. Amestecul de reacție rezultat pentru a opri reacțiile de gazeificare este răcit prin injectarea unui flux de apă. negru de fum este recuperat din gazele de eșapament și granulat;
- tub - un proces continuu realizat într-un reactor cu curgere in special. Materia primă hidrocarbură lichidă este vaporizat datorită furnizării de căldură în vasul în care se află. materii prime în vaporii reactorului aerul ambiant prin antrenarea spațiul inelar dintre umbrela adoptive reactor și hrana bol. Fluxurile materiale sunt controlate doar parțial. Canalul de reacție din partea posterioară a reactorului răcit cu apă prin perete. negru de fum este recuperat din gazele de eșapament și ambalate;
- Thermal - procedeul se realizează în reactoare de tip volumetrice cuplate care funcționează alternativ. Într-unul dintre reactoare este gazul de alimentare (natural. Acetilena), în amestec cu aer, care arde, încălzește căptușeala reactorului. În acest moment, în al doilea reactor gazul preîncălzit este alimentat numai (fără aer) în timpul reacției captuseala răcește, fluxul de gaz transferat în reactor preparat este încălzit și răcit așa cum este descris mai sus;
- canal - proces periodic, implementat în lot camere speciale, care sunt instalate în slotul de podea (canal) a arzătorului. Materia primă flacără ars (gaze naturale) la ieșirea arzătorului se confruntă cu un șindrilă metalic răcit cu apă, procesul de oxidare se termină cu eliberarea de negru de fum, care este colectat în interiorul camerei. Produsul rezultat a fost descărcat periodic manual.
VRumyniyaprimenyayutsya două carbon clasificarea negru în conformitate cu GOST 7885 și standardul Societății Americane pentru Testare Materialelor ASTM D1765.
În conformitate cu clasificarea GOST set 10 negru de fum. În funcție de metoda de producție (cuptor, canal, termice) clasele atribuite coduri alfabetic „P“, „R“, „T“. Ca urmare indicele alfanumeric caracterizează dimensiunea medie a particulelor de negru de fum în zeci întregi de nanometri. Ultimele două indicele digitale au fost alese în momentul aprobării brandului.
Caracteristicile fizice și chimice de bază ale performanței clase de negru de fum, conform GOST sunt enumerate mai jos:
marcaţi pe
GOST 7885
Densitatea în vrac,
kg / m³
expunerea umană
Conform estimărilor actuale, de către Agenția Internațională de Cercetare a Cancerului, negru de fum, poate. este cancerigenă pentru ființele umane și din acest motiv, se face referire la clasificarea grupului 2B cancerigeni. Expunerea pe termen scurt la concentrații mari de praf negru de fum poate provoca disconfort la nivelul cailor respiratorii superioare din cauza iritații mecanice.
- Ponderea cei mai importanti producatori de negru de fum în producția mondială este: «Birla» - 14,8%; «Cabot Corporation» - 14,2%; «Orion Engineered Carbonii» (ex Degussa) - 9,5%;
- instalație producătorii interni majori de carbon tehnic (Omsk) »- 40%; "Negru de fum Yaroslavskyy" - 32%; "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.