الكربون التقني (GOST 7885-86) - عرضمنتجات الكربون الصناعية، تستخدم في الغالب في المطاط كمادة مالئة، وتعزيز خصائصه أداء مفيدة. وعلى النقيض من فحم الكوك والملعب هو ما يقرب من الكربون الأسود في تشبه المظهر.
يتم استخدام ما يقرب من 70 ٪ من أسود الكربون المنتجلتصنيع الإطارات ، 20 ٪ - لإنتاج منتجات المطاط. أيضا ، الكربون التقني يجد التطبيق في صناعة الطلاء والورنيش وإنتاج أحبار الطباعة ، حيث أنه بمثابة صبغة سوداء.
مجال آخر للتطبيق هو الإنتاجالبلاستيك وأغلفة الكابلات. هنا ، يتم إضافة المنتج كملء وإعطاء خصائص المنتجات الخاصة. في أحجام صغيرة ، يستخدم أسود الكربون أيضا في صناعات أخرى.
الكربون التقني هو نتاج هذه العملية ،بما في ذلك أحدث التقنيات الهندسية وطرق التحكم. نظرا لنقاوته ومجموعة محددة بدقة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، ويجب عليها أن تفعله مع السخام شكلت كمنتج ثانوي الملوثة من الفحم وزيت الوقود، أو محركات الاحتراق الداخلي المنظم شيئا. وفقا للتصنيف الدولي المقبول بشكل عام ، يتم تعيين الكربون الأسود الكربون الأسود (الكربون الأسود في الترجمة من الإنجليزية) ، السخام في اللغة الإنجليزية - السناج. بمعنى ، هذه المفاهيم في الوقت الحاضر ، بأي حال من الأحوال مختلطة.
تأثير الربح بسبب ملء المطاطأسود الكربون لديه لتطوير صناعة المطاط لا يقل أهمية عن اكتشاف ظاهرة الفلكنة المطاط الرمادي. في مركبات المطاط ، يحتل الكربون من عدد كبير من المكونات التي يستخدمها الوزن المرتبة الثانية بعد المطاط. تأثير المؤشرات النوعية من أسود الكربون على خصائص منتجات المطاط هو أكبر بكثير من نوعية المكون الرئيسي - المطاط.
تحسين الخواص الفيزيائية للمادة بسببيسمى إدخال الحشو التعزيز (التعزيز) ، وتسمى هذه الحشوات مضخمات (أسود الكربون ، السيليكا المترسبة). من بين جميع مكبرات الصوت ، يتمتع الكربون بخاصية فنية فريدة. حتى قبل الفلكنة ، فإنه يرتبط بالمطاط ، وهذا الخليط لا يمكن فصله بالكامل إلى أسود الكربون والمطاط باستخدام المذيبات.
قوة المطاط التي يتم الحصول عليها على أساس أهم أنواع اللدائن:
المطاط الصناعي | قوة الشد ، MPa | |
فولكنيزات غير معبأة | Vulcanizate مع محتوى الكربون الأسود | |
مطاط البيوتاديين | 3,5 | 24,6 |
البوتادين مطاط النتريل | 4,9 | 28,1 |
مطاط الإيثيلين - البروبيلين | 3,5 | 21,1 |
مطاط بولي أكريليت | 2,1 | 17,6 |
مطاط البيوتادايين | 5,6 | 21,1 |
يوضح الجدول خصائص vulcanizates ،يتم الحصول عليها من أنواع مختلفة من المطاط دون تعبئة وملء أسود الكربون. من البيانات المعطاة ، يمكننا أن نرى كيف يؤثر تحميل الكربون على قوة الشد للمطاط بشكل كبير. بالمناسبة ، المساحيق المتفرقة الأخرى المستخدمة في خلطات المطاط لإضفاء اللون المطلوب أو خليط أرخص - الطباشير ، الكاولين ، التلك ، وأكسيد الحديد وغيرها لا تمتلك خصائص التعزيز.
الكربونات الطبيعية النقية هي الماس والجرافيت. لديهم بنية بلورية تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض. تحدد طريقة انعراج الأشعة السينية تشابهًا في بنية الغرافيت الطبيعي والمواد السوداء الكربونية الاصطناعية. تشكل ذرات الكربون في الجرافيت طبقات كبيرة من الأنظمة ذات الشكل الدائري العطري المكثف ، مع مسافة بينية تبلغ 0.142 نانومتر. هذه الطبقات الجرافيتية للأنظمة العطرية المكثفة يشار إليها عادة باسم الطائرات القاعدية. يتم تحديد المسافة بين الطائرات بدقة و 0.335 نانومتر. جميع الطبقات موازية لبعضها البعض. كثافة الجرافيت هي 2.26 غم / سم3.
على النقيض من الجرافيت ، والتي لديها ثلاثية الأبعاديتميز الكربون الفني فقط عن طريق طلب ثنائي الأبعاد. وهو يتألف من طائرات غرافيت متطورة بشكل جيد ، تقع في مكان متوازي تقريباً ، ولكنها تشرد فيما يتعلق بالطبقات المتاخمة - أي أن الطائرات موجهة بشكل تعسفي فيما يتعلق بالطبيعية.
بشكل مجازي ، تتم مقارنة هيكل الجرافيت بدقةمجموعة أوراق مطوية ، وبنية أسود الكربون مع مجموعة من البطاقات التي يتم فيها نقل البطاقات. في ذلك ، تباعد بين المجرات بين الجرافيت و 0.350-0.365 نانومتر. لذلك ، تكون كثافة أسود الكربون أقل من كثافة الغرافيت وتقع ضمن نطاق 1.76-1.9 جم / سم 23، اعتمادا على العلامة التجارية (في الغالب 1.8 غرام / سم3).
تستخدم صباغ (تلطيخ) درجات الكربون التقني في تصنيع أحبار الطباعة ، والطلاء ، والبلاستيك ، والألياف ، والورق ومواد البناء. يتم تصنيفها إلى:
يشير الحرف الثالث إلى طريقة الحصول على - الفرن (F) أو القناة (C). مثال على التسمية: HCF عبارة عن فحم فرن عالي الجودة (فرن Hiqh الملون).
يرتبط لون المنتج بحجم جزيئاته. اعتمادا على حجمها ، ينقسم الكربون الفني إلى مجموعات:
متوسط حجم الجسيمات ، نانومتر | العلامة التجارية من فرن أسود الكربون |
10-15 | HCF |
16-24 | MCF |
25-35 | التعاون الإقليمي |
> 36 | LCF |
ينقسم الكربون التقني للمطاط من حيث درجة تأثير التعزيز إلى:
ويرد تصنيف كامل أسود الكربون في المعيارASTM D1765-03 ، التي اعتمدها جميع المنتجين في العالم من المنتج ومستهلكيه. في ذلك ، يتم إجراء التصنيف ، على وجه الخصوص ، على مدى منطقة السطح المحددة للجسيمات:
رقم المجموعة | متوسط المساحة السطحية المحددة لامتصاص النيتروجين ، م2/ ز |
0 | > 150 |
1 | 121-150 |
2 | 100-120 |
3 | 70-99 |
4 | 50-69 |
5 | 40-49 |
6 | 33-39 |
7 | 21-32 |
8 | 11-20 |
9 | 0-10 |
هناك ثلاث تكنولوجيات لإنتاج أسود الكربون الصناعي ، والذي يستخدم دورة من الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات:
هناك أيضًا طريقة حرارية يحدث فيها تحلل الأسيتيلين أو الغاز الطبيعي عند درجات حرارة عالية.
العديد من العلامات التجارية ، التي تم الحصول عليها من خلال تقنيات مختلفة ، لديها مجموعة متنوعة من الخصائص.
من الناحية النظرية ، فمن الممكن الحصول على التقنيةالكربون بكافة الطرق المذكورة أعلاه ، ولكن أكثر من 96 ٪ من الناتج المنتج يتم إنتاجه بواسطة طريقة الفرن من المواد الخام السائلة. تسمح هذه الطريقة بالحصول على مجموعة متنوعة من العلامات التجارية من أسود الكربون مع مجموعة معينة من الخصائص. على سبيل المثال ، في مصنع أومسك لأسود الكربون ، تنتج هذه التقنية أكثر من 20 درجة من أسود الكربون.
التكنولوجيا العامة هي على النحو التالي. يتم تغذية المفاعل ، المبطنة بمواد عالية المقاومة ، بالغاز الطبيعي والهواء الساخن إلى 800 درجة مئوية. عن طريق حرق الغاز الطبيعي ، يتم تشكيل منتجات الاحتراق الكامل مع درجة حرارة 1820-1900 درجة مئوية ، تحتوي على كمية معينة من الأكسجين الحر. في منتجات الاحتراق ذات درجة الحرارة العالية ، يتم حقن تغذية هيدروكربونية سائلة ، يتم خلطها وتسخينها مسبقًا بعناية إلى 200-300 درجة مئوية. يحدث الانحلال الحراري للمواد الخام عند درجة حرارة يتم التحكم فيها بصرامة ، والتي ، وفقًا لعلامة أسود الكربون المنتج ، لها قيم مختلفة من 1400 إلى 1750 درجة مئوية.
على مسافة معينة من نقطة التغذيةيتم إنهاء التفاعل بالأكسدة الحرارية عن طريق حقن الماء. يتم تغذية الكربون الناتج عن الانحلال الحراري التقني وغاز التفاعل إلى مسخن الهواء الذي يتخلى فيه عن بعض من حرارته للهواء المستخدم في العملية ، في حين تنخفض درجة حرارة مزيج غاز الكربون من 950-1000 درجة مئوية إلى 500-600 درجة مئوية.
بعد التبريد إلى 260-280 درجة مئوية بسببمن حقن المياه الإضافية ، يتم إرسال خليط من الكربون والغازات التقنية إلى مرشح الكيس ، حيث يتم فصل الكربون الفني عن الغازات ويدخل قادوس المرشح. يتم توجيه الكربون التقني المنفصل من مخبأ المرشح بواسطة أنبوب الغاز إلى وحدة التحبيب بواسطة مروحة (توربو توربيني).
الإنتاج العالمي للكربون الأسود يتجاوز 10 ملايين طن. إن مثل هذه الحاجة العظيمة للمنتج ترجع في المقام الأول إلى خصائصه التعزيزية الفريدة. قاطرات هذه الصناعة هي:
أكبر منتجي الكربون في روسيا:
