Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Техуглерод что это такое


Технический углерод - это... Что такое Технический углерод?

Технический углерод (техуглерод, ТУ, англ. Carbon black) — высокодисперсный аморфный углеродный продукт, производимый в промышленных масштабах.

Иногда для наименования технического углерода применяют термин «сажа», что является неточным, поскольку он (в отличие от термина «техуглерод») описывает углеродные продукты, полученные в неконтролируемых условиях, для которых не характерен фиксированный набор свойств.

Структура

Частицы технического углерода представляют собой глобулы, состоящие из деградированных графитовых структур. Межплоскостное расстояние между графитоподобными слоями составляет 0,35—0,365 нм (для сравнения, в графите 0,335 нм).

Размер частиц (13—120 нм) определяет «дисперсность» техуглерода. Физико-химическим показателем, характеризующим дисперсность, является удельная поверхность. Поверхность частиц обладает шероховатостью, за счёт наползающих друг на друга слоёв. Мерой шероховатости служит соотношение между показателями удельной поверхности техуглерода и его йодным числом (поскольку йодное число определяет полную поверхность частиц с учётом шероховатостей).

Частицы в процессе получения объединяются в т. н. «агрегаты», характеризуемые «структурностью» — разветвлённостью — мерой которой служит показатель абсорбции масла.

Агрегаты слипаются в менее прочные образования — «хлопья».

Кроме атомов углерода в составе технического углерода присутствуют атомы серы, кислорода, азота.

Техуглерод обладает высокоразвитой поверхностью (5—150 м²/г), со значительной активностью. На поверхности обнаруживаются т. н. концевые группы (-COOH, -CHO, -OH, -C(O)-O-, -C(O)-), а также сорбированные остатки неразложившихся углеводородов. Их количество напрямую зависит от способа получения и последующей обработки углеродных частиц. Для получения пигментов часто частицы техуглерода подвергают окислительной обработке кислотами.

Истинная плотность частиц технического углерода — 1,76—1,9 г/см³. Насыпная плотность хлопьевидного («пылящего») техуглерода составляет 30—70 кг/м³. Для удобства транспортирования и использования технический углерод гранулируют до плотности 300—600 кг/м³.

Применение

Технический углерод применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и других пластических масс. Около 70 % всего выпускаемого техуглерода используется в производстве шин, ~20 % в производстве резино-технических изделий. Остальное количество находит применение в качестве чёрного пигмента; замедлителя «старения» пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства: (электропроводные, способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров).

Усиление резин

Усиливающее действие техуглерода в составе полимеров во многом обусловлено его поверхностной активностью. Оценить степень изменения свойств резиновых вулканизатов, содержащих 50 % по массе технического углерода разных марок, можно на основе следующих данных (в качестве основы использован БСК — бутадиен-стирольный каучук):

Наименование класса Код Марка по ASTM D1765 Размер частиц, нм Растягивающее усилие, МПа Сопротивление истиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печной SAF N110 20—25 25,2 1,35
Промежуточный ISAF N220 24—33 23,1 1,25
С высокой стойкостью к истиранию, печной HAF N330 28—36 22,4 1,00
Быстроэкструдирующийся печной FEF N550 39—55 18,2 0,64
Высокомодульный печной HMF N683 49—73 16,1 0,56
Полуусиливающий печной SRF N772 70—96 14,7 0,48
Средний термический MT N990 250—350 9,8 0,18
Каучук бутадиен-стирольный 2,5 ~0

Следует отметить, что кроме прекрасных физических свойств техуглерод придаёт наполненным полимерам чёрную окраску. В связи с чем, для производства пластмасс, для которых важен конечный цвет (например обувной пластикат) в качестве усиливающего наполнителя применяют т. н. «белую сажу» (аэросил) — высокодисперсный оксид кремния.

Справедливости ради следует отметить, что доля «белой сажи» возрастает и в производстве автомобильных шин, поскольку резиновые вулканизаты на её основе обладают значительно меньшими потерями на трение при качении, что приводит к экономии топлива. Однако, усиливающее действие «белой сажи» и сопротивляемость вулканизатов истиранию пока существенно хуже, чем при использовании техуглерода.

Способы получения

Существует несколько промышленных способов получения технического углерода. В основе всех лежит термическое (пиролиз) или термоокислительное разложение жидких или газообразных углеводородов. В зависимости от применяемого сырья и метода его разложения различают:

Классификация

В РФ применяются две классификакации технического углерода по ГОСТ 7885 и стандарту американского общества испытания материалов ASTM D1765.

В соответствии с классификацией по ГОСТ установлены 10 марок технического углерода. В зависимости от способа получения (печной, канальный, термический) маркам присвоены буквенные индексы «П», «К», «Т». Следующий за буквенным цифровой индекс характеризует средний размер частиц техуглерода в целых десятках нанометров. Два последних цифровых индекса выбирались при утверждении марки. Основные физико-химические характеристики показатели марок техуглерода по ГОСТ приведены ниже:

Марка по ГОСТ 7885 Удельная поверхность, 10³м²/кг Йодное число, г/кг Абсорбция масла, 10−5м³/кг Насыпная плотность, кг/м³
П245 119 121 103 330
П234 109 105 101 340
К354 150
П324 84 84 100 340
П514 43 101 340
П701 36 65 420
П702 37,5 70 400
П705 23 110 320
П803 16 83 320
Т900 14

В основе классификации по стандарту ASTM D1765 лежит способность некоторых марок техуглерода изменять скорость вулканизации резиновых смесей. В зависимости от чего маркам присвоены буквенные индексы «N» (с нормальной скоростью вулканизации) и «S» (с замедленной скоростью вулканизации, от англ. «slow» — медленный). Следующий за буквенным цифровой индекс — номер группы марок по средней удельной поверхности. Два последних цифровых индекса выбирались при утверждении марки. Стандартом описаны (по состоянию на 2006 год) 43 марки техуглерода, из которых индекс «S» имеют 2. Основные физико-химические характеристики показатели типичных марок техуглерода по ASTM приведены ниже:

Марка по ASTM D1765 Удельная поверхность, 10³м²/кг Йодное число, г/кг Абсорбция масла, 10−5м³/кг Насыпная плотность, кг/м³
N110 127 145 113 345
N220 114 121 114 355
S315 89 79 425
N330 78 82 102 380
N550 40 43 121 360
N683 36 35 133 355
N772 32 30 65 520
N990 8 43 640

Воздействие на человека

По текущим оценкам Международного агентства по исследованиям в области рака, технический углерод, возможно, является канцерогенным веществом для человека и по этой причине отнесён к группе 2B по классификации канцерогенных веществ. Кратковременное воздействие высоких концентраций пыли техуглерода может вызывать дискомфорт в верхних дыхательных путях за счёт механического раздражения.

Ведущие производители

Мировое производство технического углерода в 2009 году составило около 10 000 000 тонн.

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

dic.academic.ru

ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД - Химия

Технический углерод (ГОСТ 7885-86) – вид промышленных углеродных продуктов, используемый в основном при производстве резины как наполнитель, усиливающий ее полезные эксплуатационные свойства. В отличие от кокса и пека, состоит почти из одного углерода, по виду напоминает сажу.

Область применения

Примерно 70 % выпускаемого техуглерода используют для изготовления шин, 20 % – для производства резино-технических изделий. Также углерод технический находит применение в лакокрасочном производстве и получении печатных красок, где он выполняет роль черного пигмента.

Еще одна область применения – производство пластмасс и оболочек кабелей. Здесь продукт добавляют в качестве наполнителя и придания изделиям специальных свойств. В небольших объемах применяется техуглерод и в других отраслях промышленности.

Характеристика

Технический углерод – продукт процесса, включающего новейшие инженерные технологии и методы контроля.

Благодаря своей чистоте и строго определенному набору физических и химических свойств, он не имеет ничего общего с сажей, образующейся как загрязненный побочный продукт в результате сжигания угля и мазута, или при работе неотрегулированных двигателей внутреннего сгорания.

По общепринятой международной классификации техуглерод обозначается Carbon Black (черный углерод в переводе с английского языка), сажа по-английски – soot. То есть эти понятия в настоящее время, никоим образом не смешиваются.

Эффект усиления за счет наполнения каучуков техуглеродом имел для развития резиновой промышленности не меньшее значение, чем открытие явления вулканизации каучука серой.

В резиновых смесях углерод из большого количества при­меняемых ингредиентов по массе занимает второе место после каучука.

Влияние же качественных показателей техуглерода на свойства резиновых изделий значительно больше, нежели качественных показателей основного ингредиента – каучука.

Усиливающие свойства

Улучшение физических свойств материала за счет введения наполнителя называется усилением (армированием), а такие наполнители называются усили­телями (техуглерод, осажденная окись кремния).

Среди всех усилителей поистине уникальными характеристиками обладает углерод технический.

Даже до вулканизации он связывается с каучуком, и эту смесь невоз­можно полностью разделить на carbon black и каучук при помощи растворителей.

Прочность резин, полученных на основе важнейших эластомеров:

ЭластомерПрочность при растяжении, МПа
Ненаполненный вулканизатВулканизат с наполнением техуглеродом
Бутадиенстирольный каучук3,524,6
Бутадиеннитрильный каучук4,928,1
Этиленпропиленовый каучук3,521,1
Полиакрилатный каучук2,117,6
Полибутадиеновый каучук5,621,1

В таблице показаны свойства вулканизатов, полученных из различных видов каучука без наполнения и наполненных техуглеродом.

Из приведенных данных видно, как существенно влияет наполнение ­углеродом на показатель прочности резин при растяжении.

Кстати, другие дисперсные порошки, применяемые в резиновых смесях для придания нужной окраски или удешев­ления смеси — мел, каолин, тальк, окись железа и другие не обладают усиливаю­щими свойствами.

Структура

Чистые природные углероды – это алмазы и графит. Они имеют кристаллическую структуру, значительно отличаю­щуюся одна от другой. Методом дифракции рентгеновских лучей установлено сходство в струк­туре натурального графита и искусственного материала carbon black.

Атомы углерода в графи­те образуют большие слои сконденсированных ароматических кольцеобразных систем, с межатомным расстоянием 0,142 нм. Эти графитовые слои сконденсированных ароматических систем при­нято называть базисными плоскостями. Расстояние между плоскостями строго определенное и составляет 0,335 нм.

Все слои расположе­ны параллельно относительно друг другу. Плотность графита составляет 2,26 г/см3.

В отличие от графита, обладающего трехмерной упорядоченностью, углерод технический характеризуется только двухмерной упорядоченностью. Состоит он из хорошо развитых графитовых плоскостей, расположенных приблизительно параллельно друг другу, но смещенным по отношению к смежным слоям – то есть, плоскости произвольно ориентированы в отношении норма­ли.

Образно структуру графита сравнивают с аккуратно сложенной коло­дой карт, а структуру техуглерода с колодой карт в которой карты сдвинуты. В нем межплоскостное расстояние больше, чем у графита и составляет 0,350-0,365 нм. Поэтому плотность техуглерода ниже плотности графита и находится в пределах 1,76-1,9 г/см3, в зависимости от марки (чаще всего 1,8 г/см3).

Окрашивание

Пигментные (окрашивающие) марки технического углерода используются в производстве типографских красок, покрытий, пластмасс, волокон, бумаги и строительных материалов. Их классифицируют на:

Третья буква обозначает способ получения – печной (F) или канальный (С). Пример обозначения: HCF – высокоокрашивающий печной техуглерод (Hiqh Colour Furnace).

Окрашивающая способность продукта связана с размером его частиц. В зависимости от их размера углерод технический подразделяется по группам:

Средний размер частиц, нмМарка печного техуглерода
10-15HCF
16-24MCF
25-35RCF
>36LCF

Классификация

Технический углерод для резин по степени усиливающего эффекта подразделяют на:

Полная классификация техуглерода дана в стандарте ASTM D1765-03, принятом всеми мировыми производителями продукта и его потребителями. В нем классификация, в частности, ведется по диапазону удельной площади поверхности частиц:

№ группыСредняя удельная площадь поверхности по адсорбции азота, м2/г
0>150
1121-150
2100-120
370-99
450-69
540-49
633-39
721-32
811-20
90-10

Производство технического углерода

Различают три технологии получения промышленного техуглерода, в которых используется цикл неполного сжигания углеводородов:

Также существует термический метод, при котором при высоких температурах происходит разложение ацетилена или природного газа.

Многочисленные марки, получаемые за счет различных технологий, обладают разнообразными характеристиками.

Технология изготовления

Теоретически возможно получение технического углерода всеми перечисленными способами, однако более 96 % производимого продукта получают печным спо­собом из жидкого сырья. Метод позволяет получать разнообразные марки техуглерода с определенным набором свойств. Например, на Омском заводе технического углерода по данной технологии производится более 20 марок техуглерода.

Общая технология такова. В реактор, футерованный высокоогнеупорными материалами, подается природный газ и нагретый до 800 °С воздух. За счет сжигания природного газа образуются продукты полного сгорания с температурой 1820-1900 °С, содержа­щие определенное количество свободного кислорода.

В высокотемпературные продукты полного сгорания впрыскивается жидкое углеводородное сырье, предварительно тщательно перемешанное и нагретое до 200-300 °С.

Пиролиз сырья происходит при строго контролируемой температуре, которая в зависи­мости от марки выпускаемого техуглерода имеет различные значения от 1400 до 1750 °С.

На определенном расстоянии от места подачи сырья термоокисли­тельная реакция прекращается посредством впрыска воды. Образовавшиеся в результате пиролиза технический углерод и газы реакции поступают в воздухоподогрева­тель, в котором они отдают часть своего тепла воздуху, используемому в про­цессе, при этом температура углеродогазовой смеси понижается от 950-1000 °С до 500-600 °С.

После охлаждения до 260-280 °С за счет дополнительного впрыска воды смесь технического углерода и газов направляется в рукавный фильтр, где тех­нический углерод отделяется от газов и поступает в бункер фильтра. Выделенный технический углерод из бункера фильтра по трубопро­воду газотранспорта подается вентилятором (турбовоздуходувкой) в от­деление гранулирования.

Производители технического углерода

Мировое производство техуглерода превышает 10 млн тонн. Такая большая потребность в продукте объясняется, прежде всего, его уникальными усиливающими свойствами. Локомотивами отрасли являются:

Крупнейшие российские производители углерода:

Источник: http://fb.ru/article/196377/uglerod-tehnicheskiy-ego-poluchenie

Технический углерод

ярославский технический углерод, технический углеродТехнический углерод (техуглерод, ТУ, англ. Carbon black) — высокодисперсный аморфный углеродный продукт, производимый в промышленных масштабах.

Иногда для наименования технического углерода применяют термин «сажа», что является неточным, поскольку он (в отличие от термина «техуглерод») описывает углеродные продукты, полученные в неконтролируемых условиях, для которых не характерен фиксированный набор свойств.

Применение

Технический углерод применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и пластических масс. Около 70 % всего выпускаемого техуглерода используется в производстве шин, ~20 % в производстве резино-технических изделий.

Остальное количество находит применение в качестве чёрного пигмента; замедлителя «старения» пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства: (электропроводные, способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров).

Усиление резин

Усиливающее действие техуглерода в составе полимеров во многом обусловлено его поверхностной активностью. Оценить степень изменения свойств резиновых вулканизатов, содержащих 50 % по массе технического углерода разных марок, можно на основе следующих данных (в качестве основы использован БСК — бутадиен-стирольный каучук):

Наименование классаКодМарка поASTM D1765Размерчастиц, нмРастягивающееусилие, МПаСопротивлениеистиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печнойSAFN11020—2525,21,35
ПромежуточныйISAFN22024—3323,11,25
С высокой стойкостью к истиранию, печнойHAFN33028—3622,41,00
Быстроэкструдирующийся печнойFEFN55039—5518,20,64
Высокомодульный печнойHMFN68349—7316,10,56
Полуусиливающий печнойSRFN77270—9614,70,48
Средний термическийMTN990250—3509,80,18
Каучук бутадиен-стирольный2,5~0

Следует отметить, что кроме прекрасных физических свойств техуглерод придаёт наполненным полимерам чёрную окраску. В связи с чем, для производства пластмасс, для которых важен конечный цвет (например обувной пластикат) в качестве усиливающего наполнителя применяют т. н. «белую сажу» (аэросил) — высокодисперсный оксид кремния.

Справедливости ради следует отметить, что доля «белой сажи» возрастает и в производстве автомобильных шин, поскольку резиновые вулканизаты на её основе обладают значительно меньшими потерями на трение при качении, что приводит к экономии топлива. Однако, усиливающее действие «белой сажи» и сопротивляемость вулканизатов истиранию пока существенно хуже, чем при использовании техуглерода.

Способы получения

Существует несколько промышленных способов получения технического углерода. В основе всех лежит термическое (пиролиз) или термоокислительное разложение жидких или газообразных углеводородов. В зависимости от применяемого сырья и метода его разложения различают:

Воздействие на человека

По текущим оценкам Международного агентства по исследованиям в области рака, технический углерод, возможно, является канцерогенным веществом для человека и по этой причине отнесён к группе 2B по классификации канцерогенных веществ. Кратковременное воздействие высоких концентраций пыли техуглерода может вызывать дискомфорт в верхних дыхательных путях за счёт механического раздражения.

Ведущие производители

Мировое производство технического углерода в 2009 году составило около 10 000 000 тонн.

См. также

Литература

технический углерод, ярославский технический углерод

Технический углерод Информацию О

Технический углерод

Технический углеродТехнический углерод Вы просматриваете субъектТехнический углерод что, Технический углерод кто, Технический углерод описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

Наш сайт имеет систему в функции поисковой системы. Выше: “что вы искали?”вы можете запросить все в системе с коробкой. Добро пожаловать в нашу простую, стильную и быструю поисковую систему, которую мы подготовили, чтобы предоставить вам самую точную и актуальную информацию.

Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования. Вы можете найти почти любую информацию, которую вы ищете на нашем сайте.

На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках. Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.

Жизнь известных людей дает вам информацию, изображения и видео о сотнях тем, таких как политики, правительственные деятели, врачи, интернет-сайты, растения, технологические транспортные средства, автомобили и т. д.

Источник: https://www.turkaramamotoru.com/ru/-161952.html

Получение технического углерода

По способу получения газовый технический углерод делится на 3 вида:

  1. канальный (диффузионный);
  2. печной масляный (марки ПМ и ПГМ, наиболее популярны П803 гран., П803пыль);
  3. термический (марка ТГ-10).

Из отходов нефтяного и каменноугольного производства получают ламповый и форсуночный технический углерод. В зависимости от способа получения меняется дисперсность частиц, которая определяет малярно-технические свойства технического углерода и прежде всего глубину цвета. Технический углерод всех марок, кроме ТГ-10, выпускается в гранулированном виде.

Свойства технического углерода

Маслоемкость технического углерода зависит от удельной поверхности и с уменьшением диаметра частиц увеличивается; она составляет для термического технического углерода 50—80, лампового 100—120, канального 200 г/100 г.

Форма частиц технического углерода, как правило, сферическая или близкая к ней; удельная поверхность наиболее дисперсных сортов 90—100 м2/г.

Технический углерод химически инертен, светостоек, обладает высокой красящей способностью и укрывистостью. Благодаря этому он широко используется в разных отраслях промышленности. Наибольшее применение технический углерод находит в резиновой промышленности (особо востребованы №220, №330, №339, №550).

Технический углерод применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и других пластических масс. Около 70% всего выпускаемого техуглерода используется в производстве шин, ~20 % в производстве резино-технических изделий.

Остальное количество находит применение в качестве чёрного пигмента; замедлителя «старения» пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства: (электропроводные, способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров).

Пигментами называются продукты, придающие изделию цвет, при этом находящиеся в системе в твердой фазе (в виде частиц) и не вступающие в химические реакции с носителем.

При использовании пигментов в производстве изделий из цементно-песчанных композиций (тротуарная и фасадная плитка, строительные смеси), для окрашивания силикатного кирпича, наливных полов, штукатурки, и других строительных материалов.Наименование класса Код Марка по ASTM D1765 Размер

частиц, нм Растягивающее усилие, МПа Сопротивление истиранию, усл.ед.

Усиление резин при помощи технического углеводорода
Наименование классаКодМарка по ASTM D1765Размер частиц, нмРастягивающее усилие, МПаСопротивление истиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печнойSAFN11020—2525,21,35
ПромежуточныйISAFN22024—3323,11,25
С высокой стойкостью к истиранию, печнойHAFN33028—3622,41,00
Быстроэкструдирующийся печнойFEFN55039—5518,20,64
Высокомодульный печнойHMFN68349—7316,10,56
Полуусиливающий печнойSRFN77270—9614,70,48
Средний термическийMTN990250—3509,80,18
Каучук бутадиен-стирольный2,5~0
Классификация технического углеводорода
Марка по ГОСТ 7885Удельная поверхность,10³м²/кгЙодное число г/кг>Абсорбция масла, 10 -5 м³/кгНасыпная плотность кг/м³
П245119121103330
П234109105101340
К354150
П3248484100340
П51443101340
П7013665420
П70237,570400
П70523110320
П8031683320
Т90014

Гост 7885-86 углерод технический для производства резины. технические условия

ГОСТ 7885-86

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

УГЛЕРОД ТЕХНИЧЕСКИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РЕЗИНЫ

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

УГЛЕРОД ТЕХНИЧЕСКИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РЕЗИНЫТехнические условияCarbon black for rubber industry. SpecificationsГОСТ 7885-86

Дата введения 01.01.88

Настоящий стандарт распространяется на технический углерод, являющийся продуктом термоокислительного или термического разложения углеводородов в газовой фазе, и применяется в качестве усилителя при производстве резины для народного хозяйства и экспорта.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4).

1. МАРКИ

1.1.Технический углерод изготовляют следующих марок:

П 245 – печной, высокоактивный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с высоким показателем дисперсности и высоким показателем структурности;

П 234 – печной, активный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с высоким показателем дисперсности и средним показателем структурности;

К 354 – канальный, активный, получаемый в диффузионном пламени при термоокислительном разложении природного или попутного газа, с высоким показателем дисперсности и низким показателем структурности;

П324 – печной, активный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с высоким показателем дисперсности и средним показателем структурности;

П 514 – печной, среднеактивный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья со средним показателем дисперсности и средним показателем структурности;

П 701 – полуактивный, получаемый при термоокислительном разложении природного газа в чистом виде или с добавками жидкого углеводородного сырья, с низким показателем дисперсности и низким показателем структурности;

П 702 – печной, полуактивный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с низким показателем дисперсности и низким показателем структурности;

П 705 – печной, полуактивный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с низким показателем дисперсности и высоким показателем структурности;

П 803 – печной, малоактивный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с низким показателем дисперсности и средним показателем структурности;

Т 900 – малоактивный, получаемый термическим разложением природного газа, с низким показателем дисперсности и низким показателем структурности.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Технический углерод должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

2.2. Технический углерод марок П 245, П 234, К 354, П 324, П 514, П 701, П 702 изготовляют гранулированным, марок П 705 и П 803 – гранулированным и негранулированным, марки Т 900 – негранулированным.

2.3. По физико-химическим показателям технический углерод должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.

2.4. В техническом углероде не допускаются посторонние включения.

2.5. Разность удельной адсорбционной и удельной внешней поверхностей для технического углерода марок П 245 и П 234 должна быть не более 10 м2/г.

2.3 – 2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).

Наименование показателяНорма для марки
П245П234К354П324П514П701П702П705П803Т900
1. Удельная геометрическая поверхность, м2/г90 – 10075 – 8250 – 57
2. Удельная условная поверхность, м2/г33 – 3935 – 4020 – 2614 – 1812 – 16
3. Удельная внешняя поверхность, м2/г109 ± 498 ± 4
4. Йодное число, г/кг121 ± 6105 ± 684 ± 643 ± 4
5. Удельная адсорбционная поверхность, м2/г119 ± 5109 ± 5не более 15084 ± 4
6. Абсорбция дибутилфталата, см3/Ю0 г103 ± 5101 ± 4100 ± 5101 ± 465 ± 570 ± 5110 ± 583 ± 7
7. рН водной суспензии6 – 8 (6,5 – 8,5)6 – 83,7 – 4,57 – 96 – 89 – 117 – 97,5 – 9,57 – 9
8. Массовая доля потерь при 105 °С, %, не более0,90,9 (0,4)1,50,9 (0,5)0,90,350,50,50,50,4
9. Зольность, %, не более0,450,45 (0,3)0,050,45 (0,3)0,450,480,500,300,450,15
10. Массовая доля остатка, %, не более, после просева через сито с сеткой:
11. Массовая доля общей серы, %, не более1,11,11,11,11,1
12. Исключен (Изм. № 4)
13. Массовая доля пыли в гранулированном углероде, %, не более66665666
14. Насыпная плотность гранулированного углерода, кг/м3 в пределах320 – 400320 – 400
не менее330 (310)340 (320)340 (330)340420400
15. Светопропускание толуольного экстракта, %, не менее90908585
16. Прочность отдельных гранул, Н0,2 – 0,60,2 – 0,7
17. Сопротивление гранул технического углерода разрушению на аппарате ГИТ-1, %82 ± 782 ± 775 ± 6
18. Массовая прочность гранул технического углерода, кг5 – 25 (3 – 6)5 – 25 (3 – 6)5 – 25
19. Массовая доля пыли в гранулированном углероде на аппарате ГИТ-1, %, не более666

Примечания:

Источник: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294822/4294822274.htm

Применение технического углерода

Подавляющее большинство технического углерода, производимого промышленностью, используется для производства пластических масс и резин. Материал служит усиливающим компонентом. Около 70 % всего выпускаемого технического углерода применяется в изготовлении резины для  автомобилей (шин). Незначительную часть материала использует полиграфическая промышленность.

В лакокрасочной отрасли технический углерод применяется при производстве серых и черных атмосферостойких эмалей и красок.

Источник: https://www.okorrozii.com/slovar/236-tekhnicheskij-uglerod.html

Поделиться:

Нет комментариев

himya.ru

Технический углерод: структура и воздействие - Экобаланс

Технический углерод (ГОСТ 7885-86) – вид промышленных углеродных продуктов, используемый в основном при производстве резины как наполнитель, усиливающий ее полезные эксплуатационные свойства. В отличие от кокса и пека, состоит почти из одного углерода, по виду напоминает сажу.

Область применения технического углерода

Примерно 70 % выпускаемого техуглерода используют для изготовления шин, 20 % – для производства резино-технических изделий. Также углерод технический находит применение в лакокрасочном производстве и получении печатных красок, где он выполняет роль черного пигмента.

Еще одна область применения – производство пластмасс и оболочек кабелей. Здесь продукт добавляют в качестве наполнителя и придания изделиям специальных свойств. В небольших объемах применяется техуглерод и в других отраслях промышленности.

Характеристика технического углерода

Технический углерод – продукт процесса, включающего новейшие инженерные технологии и методы контроля. Благодаря своей чистоте и строго определенному набору физических и химических свойств, он не имеет ничего общего с сажей, образующейся как загрязненный побочный продукт в результате сжигания угля и мазута, или при работе неотрегулированных двигателей внутреннего сгорания. По общепринятой международной классификации техуглерод обозначается Carbon Black (черный углерод в переводе с английского языка), сажа по-английски — soot. То есть эти понятия в настоящее время, никоим образом не смешиваются. Эффект усиления за счет наполнения каучуков техуглеродом имел для развития резиновой промышленности не меньшее значение, чем открытие явления вулканизации каучука серой. В резиновых смесях углерод из большого количества при­меняемых ингредиентов по массе занимает второе место после каучука. Влияние же качественных показателей техуглерода на свойства резиновых изделий значительно больше, нежели качественных показателей основного ингредиента – каучука.

Усиливающие свойства технического углерода

Улучшение физических свойств материала за счет введения наполнителя называется усилением (армированием), а такие наполнители называются усилителями (техуглерод, осажденная окись кремния). Среди всех усилителей поистине уникальными характеристиками обладает углерод технический. Даже до вулканизации он связывается с каучуком, и эту смесь невозможно полностью разделить на carbon black и каучук при помощи растворителей.

Усиливающее действие техуглерода в составе полимеров во многом обусловлено его поверхностной активностью. Оценить степень изменения свойств резиновых вулканизатов, содержащих 50 % по массе технического углерода разных марок, можно на основе следующих данных (в качестве основы использован БСК — бутадиен-стирольный каучук):

Наименование класса Код Марка по ASTM D1765 Размер частиц, нм Растягивающее усилие, МПа Сопротивление истиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печной SAF N110 20—25 25,2 1,35
Промежуточный ISAF N220 24—33 23,1 1,25
С высокой стойкостью к истиранию, печной HAF N330 28—36 22,4 1,00
Быстроэкструдирующийся печной FEF N550 39—55 18,2 0,64
Высокомодульный печной HMF N683 49—73 16,1 0,56
Полуусиливающий печной SRF N772 70—96 14,7 0,48
Средний термический MT N990 250—350 9,8 0,18
Каучук бутадиен-стирольный 2,5 ~0
Читайте также:  Влияние лития на организм человека

Следует отметить, что кроме прекрасных физических свойств техуглерод придаёт наполненным полимерам чёрную окраску. В связи с чем, для производства пластмасс, для которых важен конечный цвет (например обувной пластикат) в качестве усиливающего наполнителя применяют т. н. «белую сажу» (аэросил) — высокодисперсный оксид кремния.

Справедливости ради следует отметить, что доля «белой сажи» возрастает и в производстве автомобильных шин, поскольку резиновые вулканизаты на её основе обладают значительно меньшими потерями на трение при качении, что приводит к экономии топлива. Однако, усиливающее действие «белой сажи» и сопротивляемость вулканизатов истиранию пока существенно хуже, чем при использовании техуглерода.

Структура технического углерода

Чистые природные углероды – это алмазы и графит. Они имеют кристаллическую структуру, значительно отличаю­щуюся одна от другой. Методом дифракции рентгеновских лучей установлено сходство в струк­туре натурального графита и искусственного материала carbon black. Атомы углерода в графи­те образуют большие слои сконденсированных ароматических кольцеобразных систем, с межатомным расстоянием 0,142 нм. Эти графитовые слои сконденсированных ароматических систем при­нято называть базисными плоскостями. Расстояние между плоскостями строго определенное и составляет 0,335 нм. Все слои расположе­ны параллельно относительно друг другу. Плотность графита составляет 2,26 г/см3.

В отличие от графита, обладающего трехмерной упорядоченностью, углерод технический характеризуется только двухмерной упорядоченностью. Состоит он из хорошо развитых графитовых плоскостей, расположенных приблизительно параллельно друг другу, но смещенным по отношению к смежным слоям – то есть, плоскости произвольно ориентированы в отношении норма­ли.

Образно структуру графита сравнивают с аккуратно сложенной коло­дой карт, а структуру техуглерода с колодой карт в которой карты сдвинуты. В нем межплоскостное расстояние больше, чем у графита и составляет 0,350-0,365 нм. Поэтому плотность техуглерода ниже плотности графита и находится в пределах 1,76-1,9 г/см3, в зависимости от марки (чаще всего 1,8 г/см3).

Окрашивание технического углерода

Пигментные (окрашивающие) марки технического углерода используются в производстве типографских красок, покрытий, пластмасс, волокон, бумаги и строительных материалов. Их классифицируют на:

Третья буква обозначает способ получения – печной (F) или канальный (С). Пример обозначения: HCF – высокоокрашивающий печной техуглерод (Hiqh Colour Furnace).

Классификация технического углерода

Технический углерод для резин по степени усиливающего эффекта подразделяют на:

В соответствии с классификацией по ГОСТ установлены 10 марок технического углерода. В зависимости от способа получения (печной, канальный, термический) маркам присвоены буквенные индексы «П», «К», «Т». Следующий за буквенным цифровой индекс характеризует средний размер частиц техуглерода в целых десятках нанометров. Два последних цифровых индекса выбирались при утверждении марки. Основные физико-химические характеристики показатели марок техуглерода по ГОСТ приведены ниже:

Читайте также:  Сера: влияние на организм человека Марка по ГОСТ 7885 Удельная поверхность, 10³м²/кг Йодное число, г/кг Абсорбция масла, 10−5м³/кг Насыпная плотность, кг/м³
П245 119 121 103 330
П234 109 105 101 340
К354 150
П324 84 84 100 340
П514 43 101 340
П701 36 65 420
П702 37,5 70 400
П705 23 110 320
П803 16 83 320
Т900 14

В основе классификации по стандарту ASTM D1765 лежит способность некоторых марок техуглерода изменять скорость вулканизации резиновых смесей. В зависимости от чего маркам присвоены буквенные индексы «N» (с нормальной скоростью вулканизации) и «S» (с замедленной скоростью вулканизации, от англ. «slow» — медленный). Следующий за буквенным цифровой индекс — номер группы марок по средней удельной поверхности. Два последних цифровых индекса выбирались при утверждении марки. Стандартом описаны (по состоянию на 2006 год) 43 марки техуглерода, из которых индекс «S» имеют 2.

Основные физико-химические характеристики показатели типичных марок техуглерода по ASTM приведены ниже:

Марка по ASTM D1765 Удельная поверхность, 10³м²/кг Йодное число, г/кг Абсорбция масла, 10−5м³/кг Насыпная плотность, кг/м³
N110 127 145 113 345
N220 114 121 114 355
S315 89 79 425
N330 78 82 102 380
N550 40 43 121 360
N683 36 35 133 355
N772 32 30 65 520
N990 8 43 640

Производство технического углерода

Различают три технологии получения промышленного техуглерода, в которых используется цикл неполного сжигания углеводородов: печной; канальный; ламповый; плазменный. Также существует термический метод, при котором при высоких температурах происходит разложение ацетилена или природного газа.

Многочисленные марки, получаемые за счет различных технологий, обладают разнообразными характеристиками.

Способы получения технического углерода

Существует несколько промышленных способов получения технического углерода. В основе всех лежит термическое (пиролиз) или термоокислительное разложение жидких или газообразных углеводородов. Взависимости от применяемого сырья и метода его разложения различают:

Читайте также:  Польза и вред индукционных плит

Технология изготовления технического углерода

Теоретически возможно получение технического углерода всеми перечисленными способами, однако более 96 % производимого продукта получают печным спо­собом из жидкого сырья. Метод позволяет получать разнообразные марки техуглерода с определенным набором свойств. Например, на Омском заводе технического углерода по данной технологии производится более 20 марок техуглерода.

Общая технология такова. В реактор, футерованный высокоогнеупорными материалами, подается природный газ и нагретый до 800 °С воздух. За счет сжигания природного газа образуются продукты полного сгорания с температурой 1820-1900 °С, содержа­щие определенное количество свободного кислорода. В высокотемпературные продукты полного сгорания впрыскивается жидкое углеводородное сырье, предварительно тщательно перемешанное и нагретое до 200-300 °С. Пиролиз сырья происходит при строго контролируемой температуре, которая в зависи­мости от марки выпускаемого техуглерода имеет различные значения от 1400 до 1750 °С.

На определенном расстоянии от места подачи сырья термоокисли­тельная реакция прекращается посредством впрыска воды. Образовавшиеся в результате пиролиза технический углерод и газы реакции поступают в воздухоподогрева­тель, в котором они отдают часть своего тепла воздуху, используемому в про­цессе, при этом температура углеродогазовой смеси понижается от 950-1000 °С до 500-600 °С.

После охлаждения до 260-280 °С за счет дополнительного впрыска воды смесь технического углерода и газов направляется в рукавный фильтр, где тех­нический углерод отделяется от газов и поступает в бункер фильтра. Выделенный технический углерод из бункера фильтра по трубопро­воду газотранспорта подается вентилятором (турбовоздуходувкой) в от­деление гранулирования.

Ведущие производители технического углерода

Мировое производство технического углерода в 2009 году составило около 10 000 000 тонн.

Воздействие технического углерода на человека

По текущим оценкам Международного агентства по исследованиям в области рака, технический углерод, возможно, является канцерогенным веществом для человека и по этой причине отнесён к группе 2B по классификации канцерогенных веществ. Кратковременное воздействие высоких концентраций пыли техуглерода может вызывать дискомфорт в верхних дыхательных путях за счёт механического раздражения.

Читайте также:

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

ekobalans.ru

Технический углерод

Технический углерод - высокодисперсный углеродистый материал, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов (природных или промышленных газов, жидких продуктов нефтяного или каменноугольного происхождения).

Получение технического углерода

По способу получения газовый технический углерод делится на 3 вида:

  1. канальный (диффузионный);
  2. печной масляный (марки ПМ и ПГМ, наиболее популярны П803 гран., П803пыль);
  3. термический (марка ТГ-10).

Из отходов нефтяного и каменноугольного производства получают ламповый и форсуночный технический углерод. В зависимости от способа получения меняется дисперсность частиц, которая определяет малярно-технические свойства технического углерода и прежде всего глубину цвета. Технический углерод всех марок, кроме ТГ-10, выпускается в гранулированном виде.

Свойства технического углерода

Маслоемкость технического углерода зависит от удельной поверхности и с уменьшением диаметра частиц увеличивается; она составляет для термического технического углерода 50—80, лампового 100—120, канального 200 г/100 г.

Форма частиц технического углерода, как правило, сферическая или близкая к ней; удельная поверхность наиболее дисперсных сортов 90—100 м2/г.

Технический углерод химически инертен, светостоек, обладает высокой красящей способностью и укрывистостью. Благодаря этому он широко используется в разных отраслях промышленности. Наибольшее применение технический углерод находит в резиновой промышленности (особо востребованы №220, №330, №339, №550). Технический углерод применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и других пластических масс. Около 70% всего выпускаемого техуглерода используется в производстве шин, ~20 % в производстве резино-технических изделий. Остальное количество находит применение в качестве чёрного пигмента; замедлителя «старения» пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства: (электропроводные, способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров).

Пигментами называются продукты, придающие изделию цвет, при этом находящиеся в системе в твердой фазе (в виде частиц) и не вступающие в химические реакции с носителем.

При использовании пигментов в производстве изделий из цементно-песчанных композиций (тротуарная и фасадная плитка, строительные смеси), для окрашивания силикатного кирпича, наливных полов, штукатурки, и других строительных материалов.Наименование класса Код Марка по ASTM D1765 Размер

частиц, нм Растягивающее усилие, МПа Сопротивление истиранию, усл.ед.

Усиление резин при помощи технического углеводорода
Наименование класса Код Марка по

ASTM D1765

Размер

частиц, нм

Растягивающее

усилие, МПа

Сопротивление

истиранию, усл.ед.

Суперстойкий к истиранию, печной SAF N110 20—25 25,2 1,35
Промежуточный ISAF N220 24—33 23,1 1,25
С высокой стойкостью к истиранию, печной HAF N330 28—36 22,4 1,00
Быстроэкструдирующийся печной FEF N550 39—55 18,2 0,64
Высокомодульный печной HMF N683 49—73 16,1 0,56
Полуусиливающий печной SRF N772 70—96 14,7 0,48
Средний термический MT N990 250—350 9,8 0,18
Каучук бутадиен-стирольный 2,5 ~0
Классификация технического углеводорода
Марка по

ГОСТ 7885

Удельная поверхность,10³м²/кг Йодное число г/кг >Абсорбция масла, 10 -5 м³/кг Насыпная плотность кг/м³
П245 119 121 103 330
П234 109 105 101 340
К354 150
П324 84 84 100 340
П514 43 101 340
П701 36 65 420
П702 37,5 70 400
П705 23 110 320
П803 16 83 320
Т900 14

Производство технического углерода

Пигменты вводят в сухом виде в самом начале смешения цемента и песка (или иного вяжущего и наполнителя) и тщательно перемешивают. При производстве изделий «под натуральный камень» и получения на них разводов желательно вводить пигменты дополнительного (не фонового) цвета не в сухом виде, а в виде высококонцентрированной, влажной смеси идентичной основному составу.

lkmprom.ru

Углерод технический, его получение

Технический углерод (ГОСТ 7885-86) – вид промышленных углеродных продуктов, используемый в основном при производстве резины как наполнитель, усиливающий ее полезные эксплуатационные свойства. В отличие от кокса и пека, состоит почти из одного углерода, по виду напоминает сажу.

Область применения

Примерно 70 % выпускаемого техуглерода используют для изготовления шин, 20 % – для производства резино-технических изделий. Также углерод технический находит применение в лакокрасочном производстве и получении печатных красок, где он выполняет роль черного пигмента.

Еще одна область применения – производство пластмасс и оболочек кабелей. Здесь продукт добавляют в качестве наполнителя и придания изделиям специальных свойств. В небольших объемах применяется техуглерод и в других отраслях промышленности.

Характеристика

Технический углерод – продукт процесса, включающего новейшие инженерные технологии и методы контроля. Благодаря своей чистоте и строго определенному набору физических и химических свойств, он не имеет ничего общего с сажей, образующейся как загрязненный побочный продукт в результате сжигания угля и мазута, или при работе неотрегулированных двигателей внутреннего сгорания. По общепринятой международной классификации техуглерод обозначается Carbon Black (черный углерод в переводе с английского языка), сажа по-английски - soot. То есть эти понятия в настоящее время, никоим образом не смешиваются.

Эффект усиления за счет наполнения каучуков техуглеродом имел для развития резиновой промышленности не меньшее значение, чем открытие явления вулканизации каучука серой. В резиновых смесях углерод из большого количества при­меняемых ингредиентов по массе занимает второе место после каучука. Влияние же качественных показателей техуглерода на свойства резиновых изделий значительно больше, нежели качественных показателей основного ингредиента – каучука.

Усиливающие свойства

Улучшение физических свойств материала за счет введения наполнителя называется усилением (армированием), а такие наполнители называются усили­телями (техуглерод, осажденная окись кремния). Среди всех усилителей поистине уникальными характеристиками обладает углерод технический. Даже до вулканизации он связывается с каучуком, и эту смесь невоз­можно полностью разделить на carbon black и каучук при помощи растворителей.

Прочность резин, полученных на основе важнейших эластомеров:

Эластомер

Прочность при растяжении, МПа

Ненаполненный вулканизат

Вулканизат с наполнением техуглеродом

Бутадиенстирольный каучук

3,5

24,6

Бутадиеннитрильный каучук

4,9

28,1

Этиленпропиленовый каучук

3,5

21,1

Полиакрилатный каучук

2,1

17,6

Полибутадиеновый каучук

5,6

21,1

В таблице показаны свойства вулканизатов, полученных из различных видов каучука без наполнения и наполненных техуглеродом. Из приведенных данных видно, как существенно влияет наполнение ­углеродом на показатель прочности резин при растяжении. Кстати, другие дисперсные порошки, применяемые в резиновых смесях для придания нужной окраски или удешев­ления смеси — мел, каолин, тальк, окись железа и другие не обладают усиливаю­щими свойствами.

Структура

Чистые природные углероды – это алмазы и графит. Они имеют кристаллическую структуру, значительно отличаю­щуюся одна от другой. Методом дифракции рентгеновских лучей установлено сходство в струк­туре натурального графита и искусственного материала carbon black. Атомы углерода в графи­те образуют большие слои сконденсированных ароматических кольцеобразных систем, с межатомным расстоянием 0,142 нм. Эти графитовые слои сконденсированных ароматических систем при­нято называть базисными плоскостями. Расстояние между плоскостями строго определенное и составляет 0,335 нм. Все слои расположе­ны параллельно относительно друг другу. Плотность графита составляет 2,26 г/см3.

В отличие от графита, обладающего трехмерной упорядоченностью, углерод технический характеризуется только двухмерной упорядоченностью. Состоит он из хорошо развитых графитовых плоскостей, расположенных приблизительно параллельно друг другу, но смещенным по отношению к смежным слоям – то есть, плоскости произвольно ориентированы в отношении норма­ли.

Образно структуру графита сравнивают с аккуратно сложенной коло­дой карт, а структуру техуглерода с колодой карт в которой карты сдвинуты. В нем межплоскостное расстояние больше, чем у графита и составляет 0,350-0,365 нм. Поэтому плотность техуглерода ниже плотности графита и находится в пределах 1,76-1,9 г/см3, в зависимости от марки (чаще всего 1,8 г/см3).

Окрашивание

Пигментные (окрашивающие) марки технического углерода используются в производстве типографских красок, покрытий, пластмасс, волокон, бумаги и строительных материалов. Их классифицируют на:

Третья буква обозначает способ получения – печной (F) или канальный (С). Пример обозначения: HCF – высокоокрашивающий печной техуглерод (Hiqh Colour Furnace).

Окрашивающая способность продукта связана с размером его частиц. В зависимости от их размера углерод технический подразделяется по группам:

Средний размер частиц, нм

Марка печного техуглерода

10-15

HCF

16-24

MCF

25-35

RCF

>36

LCF

Классификация

Технический углерод для резин по степени усиливающего эффекта подразделяют на:

Полная классификация техуглерода дана в стандарте ASTM D1765-03, принятом всеми мировыми производителями продукта и его потребителями. В нем классификация, в частности, ведется по диапазону удельной площади поверхности частиц:

№ группы

Средняя удельная площадь поверхности по адсорбции азота, м2/г

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

Производство технического углерода

Различают три технологии получения промышленного техуглерода, в которых используется цикл неполного сжигания углеводородов:

Также существует термический метод, при котором при высоких температурах происходит разложение ацетилена или природного газа.

Многочисленные марки, получаемые за счет различных технологий, обладают разнообразными характеристиками.

Технология изготовления

Теоретически возможно получение технического углерода всеми перечисленными способами, однако более 96 % производимого продукта получают печным спо­собом из жидкого сырья. Метод позволяет получать разнообразные марки техуглерода с определенным набором свойств. Например, на Омском заводе технического углерода по данной технологии производится более 20 марок техуглерода.

Общая технология такова. В реактор, футерованный высокоогнеупорными материалами, подается природный газ и нагретый до 800 °С воздух. За счет сжигания природного газа образуются продукты полного сгорания с температурой 1820-1900 °С, содержа­щие определенное количество свободного кислорода. В высокотемпературные продукты полного сгорания впрыскивается жидкое углеводородное сырье, предварительно тщательно перемешанное и нагретое до 200-300 °С. Пиролиз сырья происходит при строго контролируемой температуре, которая в зависи­мости от марки выпускаемого техуглерода имеет различные значения от 1400 до 1750 °С.

На определенном расстоянии от места подачи сырья термоокисли­тельная реакция прекращается посредством впрыска воды. Образовавшиеся в результате пиролиза технический углерод и газы реакции поступают в воздухоподогрева­тель, в котором они отдают часть своего тепла воздуху, используемому в про­цессе, при этом температура углеродогазовой смеси понижается от 950-1000 °С до 500-600 °С.

После охлаждения до 260-280 °С за счет дополнительного впрыска воды смесь технического углерода и газов направляется в рукавный фильтр, где тех­нический углерод отделяется от газов и поступает в бункер фильтра. Выделенный технический углерод из бункера фильтра по трубопро­воду газотранспорта подается вентилятором (турбовоздуходувкой) в от­деление гранулирования.

Производители технического углерода

Мировое производство техуглерода превышает 10 млн тонн. Такая большая потребность в продукте объясняется, прежде всего, его уникальными усиливающими свойствами. Локомотивами отрасли являются:

Крупнейшие российские производители углерода:

fb.ru

Производство технического углерода :

Углерод технический (сажа, техуглерод) – это продукт сгорания углеводородов либо растительных масел с образованием мелкодисперсных частиц черного цвета. Производство осуществляется в контролируемых условиях на специализированных предприятиях, что позволяет получать вещество с заданными свойствами и однородной консистенцией.

Историческая справка

Сажа, получаемая путем сжигания на костре органических веществ, применялась с древних времен. Люди давно приметили, что мелкую черную «пыль», остающуюся после сгорания древесины (а также угля), можно использовать для рисования, нанесения боевой или камуфлирующей раскраски на тело.

Позже сажу использовали в Древнем Египте для написания писем на папирусе, а в Китае – на бамбуковых табличках. После того как был изобретен метод изготовления бумаги, получение углерода стало широко распространенным типом кустарного производства. В 1892 году была разработана технология синтеза технического углерода в промышленных масштабах, названная канальным процессом. С 1947 года наибольшее распространение получил метод нефтяной печи.

Описание

Сажа представляет собой конгломерат мелких частиц, состоящих в основном из атомов углерода. Наблюдение под электронным микроскопом показывает, что они имеют сложную структуру, причем некоторые из них слиты вместе.

Линейные размеры отдельных сферических элементов определяются понятием «размер частиц», а размер цепочки частиц называется «структурой». На поверхности техуглерода образуются различные функциональные группы, такие как гидроксильная или карбоксильная: их количество, состав и активность называют «химией поверхности».

Свойства

Размер, структура и химия поверхности оказывают большое влияние на поведение технического углерода. Диаметр сферических частиц является основным свойством, которое в значительной степени влияет на черноту и диспергируемость, когда сажу смешивают со смолами, красками, чернилами или другими веществами. Чем меньше размер частиц, тем сажа кажется более черной (увеличивается поглощение световых волн). Однако дисперсия в этом случае становится затруднительной из-за увеличения силы коагуляции.

Как и размер частиц, структура также влияет на черноту и диспергируемость техуглерода. Увеличение размера структуры повышает диспергируемость, но снижает черноту. Сажа с большей структурой, в частности, обладает отличными проводящими свойствами.

На поверхности техуглерода существуют различные функциональные группы химических соединений. Этот материал по свойствам и структуре похож на краски и пигментные вещества. Степень «похожести» (сочетаемость, взаимодействие) изменяется в зависимости от типа и количества функциональных групп. Например, сажа с большим процентным соотношением гидроксильной группы идеально сочетается с полиграфическими (печатными) красками, демонстрируя отличную диспергируемость.

Назначение

Углерод – материал с тысячелетней историей, он использовался в качестве красителя еще до Рождества Христова. Сегодня большее количество этого вещества (до 70% от всего мирового объема производства) применяется при изготовлении шин в качестве связующего и укрепляющего материала. Еще 20% используют при синтезе резины. Последние годы в шинной промышленности все чаще добавляют «белую» сажу, однако получаемые изделия хоть и выигрывают в эстетическом плане, но пока уступают в степени сцепления колеса с поверхностью.

Поскольку сажа имеет наночастицы с различными функциями, такими как поглощение ультрафиолетового излучения и токопроводимость, она применяется в различных областях науки и производства.

Примеры использования

Безусловно, применение углерода не ограничивается изготовлением шин и резины. Другие направления использования:

Производство технического углерода

Техуглерод получают методом термического разложения либо методом частичного сжигания с использованием в качестве сырья таких углеводородов, как нефть или природный газ. Реже могут применяться растительные масла. Характеристики сажи варьируются в зависимости от производственного процесса.

Крупнейшими производителями являются Россия, Украина, Германия, США, Япония, Индия, Китай. Среди отечественных компаний выделяются Омский, Ярославский и Нижнекамский заводы технического углерода.

Технологии

Существуют четыре основных способа получения техуглерода:

ОАО «Ярославский технический углерод»

Компания образована в 1962 году и является одним из мировых лидеров по производству сажи. Мощности позволяют генерировать более 200 000 тонн продукта 15 марок, 11 из которых соответствуют международным стандартам ASTM. 80% техуглерода экспортируются в Европу, США, Азию. Основными партнерами выступают химические гиганты Semperit, Goodyear, Trelleborg, Michelin, Nokian, Continental. ЯТУ входит в ТОП-5 производителей углерода, занимая 2,5% мирового рынка.

ООО «Омский технический углерод»

Крупнейшее в России производство по выпуску сажи. Оборудование позволяет ежегодно получать до 205 000 тонн продукции. Завод начал работу 07.04.1944 года, а проектная мощность составляла всего 10 000 тонн.

С 1992 года завод технического углерода начал осваивать зарубежные рынки. Большую часть техуглерода потребляют такие российские и европейские предприятия, как Сибур, Michelin, Pirelli, Goodyear, Continental AG. Компания производит 20 марок углерода, соответствующих ГОСТам и стандарту ASTM.

АО «Нижнекамсктехуглерод»

Предприятие - один из ведущих производителей технического углерода в РФ и в мире. На производственных площадях выпускают 14 марок сажи, соответствующих отечественным и международным регламентам. Основными партнерами выступают отечественные компании «Нижнекамскшина», «РТИ-Каучук», «Органический синтез», «Балаково РТИ», «Кварт», «Уральский завод РТИ».

www.syl.ru


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.