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炭黑的分類

發布日期:2020-09-20 作者: 點擊:

   炭黑的分類

炭黑

   炭黑(carbon black),是一種無定形碳。輕、鬆而極細的黑色粉末,表麵積非常大,從10-3000m2/g,是含碳物質(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。

  炭黑一般是指碳單質微粒,一般是由於有機物燃燒不充分,其中的氫元素和氧元素轉化為水,而碳元素燃燒不充分,就會脫離分子,形成炭黑。用爐黑生產工藝可得到幾乎所有粒徑範圍的炭黑,同一品種的炭黑,其粒子大小並不完全相同,呈現一個粒徑分布範圍。一般來說,粒子較細的品種,粒徑分布較窄。顏料黑越細,炭黑聚集體之間接觸點便越多,結果它們之間內聚力越強,當把顏料黑摻入料,即開始進行始炭黑均勻分布時,則對分散要作的功便大,以把炭黑粒子分隔開來,最終達到最高的黑度和著色。

  炭黑的密度有兩種,一種是真密度,即由組成炭黑的元素及結構(或晶體結構)確定,在沒有特別說明的情況下,炭黑的密度指真密度;另一種是傾注密度或視密度,其隨炭黑的加工條件變化而不同,需經常測定。視密度主要為工程設備以及包裝、貯運等容器的容積計算提供依據。

  粒徑小、結構高的炭黑傾注密度小。粒子小、結構高、表麵純淨和表麵粗糙度大的炭黑導電性好。

  按照用途可把其分為兩類:橡膠用炭黑、色素炭黑

  1、色素用炭黑的分類

  國際上根據炭黑的著色能力,通常分為三類,即高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。這個分類係統常用三個英文字母表示。前兩個字母表示著色能力,後一個表示生產方法。

  例如:高色素槽黑 HCC(high color channel)

  高色素爐黑 HCF(high color furnace)

  色素用炭黑主要根據粒徑和黑度進行分類。高色素槽黑(10-14nm),中色素槽黑(15-27 nm)、中色素爐黑(17-27 nm)、低色素爐黑(28-70 nm)。

  2、橡膠用炭黑的分類

  命名係統是把炭黑膠料的硫化速度和結構等因素考慮進去的,由4個係統構成。第一個字母代表英文字母代表膠料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表緩慢(slow)硫化速度。後麵3個字母第一字母代表炭黑氮表麵積範圍。第二個和第三個數字是反應不同的結構程度。

  N220適用於各種橡膠,耐磨性比N330高10%-20%,能賦予膠粒膠高的拉伸強度和抗撕裂強度,並有一定的導電性。主要用於載重胎、乘用胎的胎麵膠,及需要高強度、高耐磨的橡膠製品。

  N234耐磨性比N220約高10%,在高苛刻度下使用,更能顯示出良好的耐磨性能。主要用於高速輪胎麵膠和高質量的橡膠製品。

  N326在天然橡膠中具有較高的拉伸強度、抗撕裂強度、耐磨性及抗蹦裂性能。主要用於要求強度高、生熱低的輪胎(包括越野胎)胎麵膠,也適用於輸送帶、密封製品及其他高質量橡膠工業製品。

  N330是一種補強性能良好的炭黑,能賦予膠粒較好的強伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和彈性。主要用於輪胎胎麵、簾布膠、胎側及各種橡膠工業製品。

  N339在胎麵膠料中的補強性能、耐磨性能及抗裂口增長性能近於N220炭黑,特別適用於丁苯橡膠與順丁膠並用體係。主要用於乘用胎、卡車胎胎麵膠,輸送帶、膠管及各種要求耐磨性高的橡膠工業製品。

  N375與N339性能基本相同,生熱比N339稍低。主要用於轎車胎、載重胎及越野胎胎麵膠。

  N550適用於天然橡膠和各種合成橡膠,易分散,能賦予膠料較高的挺性,壓出速度快,口型膨脹小,壓出表麵光滑。硫化膠的高溫性能及導熱性能良好,補強性能、彈性和複原性亦較佳。主要用於輪胎簾布膠、胎側、內胎及壓出、壓延製品膠料中。

  N539使用於本品的膠料,其壓出表麵光滑,口型膨脹小。硫化膠的拉伸強度和伸長率較高,定伸應力較N550低,彈性和耐疲勞性能均較好。主要用於輪胎胎體膠料,尤其適用於以天然橡膠為主的緩衝層膠料,亦可用於輪胎基部膠料、膠帶覆蓋和其它橡膠製品及電線、電纜護套料中。

  N660本品適用於各種橡膠,與半補強碳黑相比,具有較高的結構,粒子較細,在膠料中易分散,硫化膠的拉伸強度、抗撕裂強度和定伸應力較高,而變形小,生熱低,彈性和耐屈擾性能良好。主要用於胎輪簾膠布、內胎、自行車、膠管、膠帶、電纜、鞋類及壓延製品、模型製品等。

  N774適用於各種橡膠,是除熱裂法炭黑之外的粒徑最大(產品粒徑為80-170nm)、結構最低的炭黑品種,多用於輪胎胎體的緩衝層和簾布層膠料、膠管、壓出製品、各種工業橡膠製品,以及電線、電纜等在膠料中可以大量填充,其硫化膠伸長率高、生熱低、彈性高、耐老化性能良好。亦可代替熱裂法炭黑使用。

  熱裂解法炭黑:橡膠炭黑N990係列炭黑則采用天然氣為原料,在隔絕空氣的條件下無火焰燃燒,裂解生成,稱熱裂解法炭黑,碳黑N990其基本性能與爐法炭黑有較大區別。

  炭黑N990優點主要表現在:

  一、粒子尺寸和分布,平均粒子尺寸為280nm,氮表麵積7-11平方米/克,吸磺值為10克/公斤,CTAB法表麵積為9平方米/克;

  二、粒子聚集度很小或說結構很低,顯示為許多單獨的球形炭黑粒子,基他部分由為數不多的熔接粒子組成,對比其它品種炭黑,整體聚集度很低。

  補充:熱裂解炭黑是所有炭黑品種中粒徑最大的品種,(N990:200-500nm,N880:100-200nm),較早些時候,熱裂解炭黑用於汽車零配件的填充料使用,那時候熱裂解炭黑的用途比較窄,價格也較為便宜。後來發現熱裂解炭黑具有填充量高,膠料的彈性好,永久不變形性能優越而被大量使用與汽車、機床等橡膠製品中,價格也隨著需求的增加和天然氣價格的提高而提高。由於價格上漲,下遊廠家多以天然氣半補強和噴霧炭黑代替,熱裂解炭黑的需求有所下降,但在個別行業中,熱裂解炭黑以其良好的使用性能任然在使用。


本文網址:http://www.medikalnotes.com/news/456.html

關鍵詞:炭黑,炭黑類型,炭黑應用

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