2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-17 19:12
Carbon đen (GOST 7885-86) là một loại sản phẩm carbon công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong sản xuất cao su như một chất độn giúp tăng cường các đặc tính hoạt động hữu ích của nó. Không giống như than cốc và cao su, nó bao gồm gần như một carbon, trông giống như bồ hóng.
Phạm vi áp dụng
Khoảng 70% carbon đen được sản xuất được sử dụng để sản xuất lốp xe, 20% - để sản xuất các sản phẩm cao su. Ngoài ra, cacbon kỹ thuật được sử dụng trong sản xuất sơn và véc ni và trong sản xuất mực in, nơi nó hoạt động như một chất màu đen.
Một lĩnh vực ứng dụng khác là sản xuất nhựa và vỏ bọc cáp. Ở đây sản phẩm được thêm vào như một chất độn và tạo cho sản phẩm những đặc tính đặc biệt. Muội than cũng được sử dụng với khối lượng nhỏ trong các ngành công nghiệp khác.
Đặc
Đen carbon là sản phẩm của quá trình kết hợp các kỹ thuật điều khiển và kỹ thuật mới nhất. Do độ tinh khiết của nó và bộ được xác định nghiêm ngặtcác tính chất vật lý và hóa học, không liên quan gì đến muội than được tạo ra như một sản phẩm phụ bị ô nhiễm từ quá trình đốt than và dầu nhiên liệu, hoặc từ hoạt động của động cơ đốt trong không được kiểm soát. Theo cách phân loại quốc tế được chấp nhận chung, muội than được ký hiệu là Carbon Black (dịch đen từ tiếng Anh là carbon), muội than trong tiếng Anh là muội than. Có nghĩa là, những khái niệm này hiện không bị trộn lẫn theo bất kỳ cách nào.
Hiệu quả của việc gia cố do lấp đầy các cao su bằng muội than đã không kém phần quan trọng đối với sự phát triển của ngành công nghiệp cao su so với việc phát hiện ra hiện tượng lưu hoá cao su bằng lưu huỳnh. Trong các hợp chất cao su, cacbon từ một số lượng lớn các thành phần được sử dụng theo trọng lượng chiếm vị trí thứ hai sau cao su. Ảnh hưởng của các chỉ tiêu chất lượng của muội than đến các đặc tính của sản phẩm cao su lớn hơn nhiều so với các chỉ tiêu chất lượng của thành phần chính - cao su.
Gia cố thuộc tính
Cải thiện các đặc tính vật lý của vật liệu bằng cách đưa chất độn vào được gọi là chất gia cường (tăng cường), và chất độn như vậy được gọi là bộ khuếch đại (muội than, oxit silic kết tủa). Trong số tất cả các bộ khuếch đại, carbon kỹ thuật có những đặc điểm thực sự độc đáo. Ngay cả trước khi lưu hóa, nó vẫn liên kết với cao su và hỗn hợp này không thể tách hoàn toàn thành muội than và cao su bằng dung môi.
Độ bền của cao su dựa trên chất đàn hồi quan trọng nhất:
| Elastomer | Độ bền kéo, MPa | |
| Lưu hóa chưa điền đầy | Vulcanizate chứa đầy carbon đen | |
| Cao su butadiene Styrene | 3, 5 | 24, 6 |
| NBR | 4, 9 | 28, 1 |
| EPDM | 3, 5 | 21, 1 |
| Cao su polyacrylate | 2, 1 | 17, 6 |
| Cao su polybutadiene | 5, 6 | 21, 1 |
Bảng thể hiện tính chất của các chất lưu hóa thu được từ các loại cao su khác nhau không điền đầy và chứa đầy muội than. Từ dữ liệu trên, có thể thấy việc lấp đầy carbon ảnh hưởng đáng kể đến độ bền kéo của cao su như thế nào. Nhân tiện, các loại bột phân tán khác được sử dụng trong các hợp chất cao su để tạo ra màu sắc mong muốn hoặc giảm giá thành của hỗn hợp - phấn, cao lanh, talc, oxit sắt và những loại khác không có tính chất gia cố.
Cấu trúc
Cacbon tự nhiên tinh khiết là kim cương và than chì. Chúng có cấu trúc tinh thể khác biệt đáng kể với nhau. Sự giống nhau trong cấu trúc của than chì tự nhiên và vật liệu nhân tạo đen carbon được xác lập bằng nhiễu xạ tia X. Các nguyên tử cacbon trong than chì tạo thành các lớp lớn của hệ thống vòng thơm ngưng tụ, với khoảng cách giữa các nguyên tử là 0,142 nm. Những lớp than chì nàyhệ thống thơm ngưng tụ được gọi là mặt phẳng bazơ. Khoảng cách giữa các mặt phẳng được xác định chặt chẽ và là 0,335 nm. Tất cả các lớp đều song song với nhau. Khối lượng riêng của than chì là 2,26g / cm3.
Không giống như than chì, có trật tự ba chiều, carbon kỹ thuật chỉ được đặc trưng bởi trật tự hai chiều. Nó bao gồm các mặt phẳng graphite phát triển tốt, nằm gần song song với nhau, nhưng bù lại so với các lớp liền kề - nghĩa là các mặt phẳng được định hướng tùy ý so với bình thường.
Cấu trúc than chì được so sánh theo nghĩa bóng là một bộ bài được gấp gọn gàng, và cấu trúc màu đen cacbon được so sánh với một bộ bài trong đó các quân bài được dịch chuyển. Trong đó, khoảng cách giữa các mặt phẳng lớn hơn khoảng cách giữa graphit và là 0,350-0,365 nm. Do đó, tỷ trọng của muội than thấp hơn tỷ trọng của than chì và nằm trong khoảng 1,76-1,9 g / cm3, tùy thuộc vào thương hiệu (thường là 1,8 g / cm3).
Tô màu
Lớp sắc tố (tạo màu) của muội than được sử dụng trong sản xuất mực in, chất phủ, chất dẻo, sợi, giấy và vật liệu xây dựng. Chúng được phân loại thành:
- màu cao carbon đen (HC);
- vừa (MS);
- màu bình thường (RC);
- màu thấp (LC).
Chữ cái thứ ba cho biết phương pháp lấy - lò (F) hoặc kênh (C). Ví dụ chỉ định: HCF - Màu đen của Lò nung màu cao (Lò màu Hiqh).
Khả năng tạo màu của sản phẩm liên quan đến kích thước hạt của nó. Tùy thuộc vào kích thước của chúng, carbon kỹ thuật được chia thành các nhóm:
| Kích thước hạt trung bình, nm | Lò màu đen |
| 10-15 | HCF |
| 16-24 | MCF |
| 25-35 | RCF |
| >36 | LCF |
Phân loại
Carbon kỹ thuật cho cao su theo mức độ tác dụng gia cố được chia thành:
- Gia cố cao (gai, cứng). Nó được phân bổ với độ bền và khả năng phục hồi tăng lên đối với sự tiêu hao. Kích thước hạt nhỏ (18-30 nm). Được sử dụng trong băng tải, lốp xe.
- Bán gia cố (khung, mềm). Kích thước hạt trung bình (40-60 nm). Chúng được sử dụng trong các sản phẩm cao su đa dạng, thân lốp.
- Tăng thấp. Kích thước hạt lớn (trên 60 nm). Sử dụng hạn chế trong ngành sản xuất lốp xe. Cung cấp độ bền cần thiết đồng thời duy trì độ đàn hồi cao trong các sản phẩm cao su.
Phân loại hoàn chỉnh của muội than được đưa ra trong tiêu chuẩn ASTM D1765-03, được chấp nhận bởi tất cả các nhà sản xuất và người dùng sản phẩm toàn cầu. Trong đó, việc phân loại, đặc biệt, được thực hiện theo phạm vi của diện tích bề mặt cụ thể của các hạt:
| Nhóm | Khu vực cụ thể trung bìnhbề mặt bằng hấp phụ nitơ, m2/ g |
| 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 |
Sản xuất carbon đen
Có ba công nghệ sản xuất muội than công nghiệp sử dụng chu trình đốt cháy hydrocacbon không hoàn toàn:
- lò;
- kênh;
- ống;
- huyết tương.
Ngoài ra còn có một phương pháp nhiệt phân hủy axetylen hoặc khí tự nhiên ở nhiệt độ cao.
Nhiều loại được sản xuất bằng các công nghệ khác nhau có các đặc điểm khác nhau.
Công nghệ sản xuất
Về mặt lý thuyết, có thể thu được muội than bằng tất cả các phương pháp trên, tuy nhiên, hơn 96% sản phẩm tạo ra là thu được bằng phương pháp lò từ nguyên liệu lỏng. Phương pháp này giúp có thể thu được các loại muội than khác nhau với một số đặc tính nhất định. Ví dụ: Nhà máy Omsk Carbon Black sản xuất hơn 20 loại carbon đen bằng công nghệ này.
Công nghệ chung là thế này. Lò phản ứng, được lót bằng vật liệu chịu lửa cao, được cấp khí tự nhiên và không khí được làm nóng đến 800 ° C. Do quá trình đốt cháy khí tự nhiên, các sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn được hình thành với nhiệt độ 1820-1900 ° C, chứa một lượng oxy tự do nhất định. Nguyên liệu hydrocacbon lỏng được đưa vào các sản phẩm ở nhiệt độ cao của quá trình đốt cháy hoàn toàn, được trộn kỹ trước và gia nhiệt đến 200-300 ° C. Quá trình nhiệt phân nguyên liệu thô diễn ra ở nhiệt độ được kiểm soát nghiêm ngặt, tùy thuộc vào nhãn hiệu của muội than được sản xuất mà có các giá trị khác nhau từ 1400 đến 1750 ° С.
Tại một khoảng cách nhất định từ nơi cung cấp nguyên liệu, phản ứng oxy hóa nhiệt bị dừng lại bằng cách phun nước. Khí carbon đen và phản ứng được hình thành do quá trình nhiệt phân đi vào lò sưởi không khí, nơi chúng tỏa một phần nhiệt ra không khí được sử dụng trong quá trình này, trong khi nhiệt độ của hỗn hợp carbon-khí giảm từ 950-1000 ° С xuống 500-600 ° С.
Sau khi làm mát đến 260-280 ° C do bơm thêm nước, hỗn hợp muội than và khí được đưa đến bộ lọc túi, nơi muội than được tách ra khỏi khí và đi vào phễu lọc. Carbon đen tách ra từ thùng lọc được đưa qua đường ống dẫn khí bằng quạt (máy thổi tuabin) đến bộ phận tạo hạt.
Nhà sản xuất muội than
Sản lượng carbon đen trên toàn cầu vượt quá 10 triệu tấn. Trước hết, nhu cầu lớn như vậy đối với sản phẩm được giải thích bởi các đặc tính gia cố độc đáo của nó. Đầu tàu của ngành là:
- Aditya Birla Group (Ấn Độ) - chiếm khoảng 15% thị trường.
- Cabot Corporation (USA) - 14% thị trường.
- Cácbon được thiết kế bởi Orion (Luxembourg) - 9%.
Nhà sản xuất carbon lớn nhất của Nga:
- Omsktehuglerod LLC - 40% thị trường Nga. Các nhà máy ở Omsk, Volgograd, Mogilev.
- Công ty Cổ phần Carbon Kỹ thuật Yaroslavl - 32%.
- JSC Nizhnekamsktekhuglerod - 17%.
Đề xuất:
Sản xuất hiện đại. Cơ cấu của nền sản xuất hiện đại. Các vấn đề của sản xuất hiện đại
Nền công nghiệp phát triển và trình độ kinh tế cao của đất nước là những yếu tố chính ảnh hưởng đến sự giàu có và hạnh phúc của người dân. Một trạng thái như vậy có những cơ hội và tiềm năng kinh tế lớn. Một thành phần quan trọng của nền kinh tế của nhiều quốc gia là sản xuất
Sản xuất khí. Các phương pháp sản xuất khí. Sản xuất khí đốt ở Nga
Khí tự nhiên được hình thành bằng cách trộn lẫn các loại khí khác nhau trong vỏ trái đất. Trong hầu hết các trường hợp, độ sâu xuất hiện nằm trong khoảng từ vài trăm mét đến vài km. Điều đáng chú ý là khí có thể hình thành ở nhiệt độ và áp suất cao. Trong trường hợp này, không có sự tiếp cận của oxy đến nơi. Cho đến nay, việc sản xuất khí đã được thực hiện theo một số cách, mỗi cách chúng ta sẽ xem xét trong bài viết này. Nhưng hãy nói về mọi thứ theo thứ tự
Mức tiêu thụ nguyên liệu của sản phẩm thể hiện khả năng sản xuất của sản phẩm
Để phân tích mức độ hoàn thiện của thiết kế đã phát triển, một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật được sử dụng, một trong số đó là mức tiêu hao vật chất của sản phẩm. Thông số này cho phép bạn đánh giá mức độ sản xuất của sản phẩm và sự tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật bắt buộc
Nhà sản xuất cáp: loại cáp, danh sách các nhà sản xuất, xếp hạng tốt nhất, chất lượng sản phẩm, địa chỉ và đánh giá của khách hàng
Cáp là một sản phẩm được yêu cầu cao đến mức nó được sản xuất ở bất kỳ trạng thái nào. Dây điện được tìm thấy trong các phòng, mặt đất, các cơ sở công nghiệp và thậm chí cả không khí. Nếu một quốc gia không thể đảm bảo cho mình một sản phẩm tương tự, thì sản phẩm đó là vô giá trị. Bài viết liên quan đến các nhà sản xuất cáp trong nước
Tài sản sản xuất là một phần quan trọng của sản xuất
Tài sản sản xuất là tổng thể các phương tiện lao động có thể tham gia vào quá trình công nghệ sản xuất trong một thời gian đủ dài và giữ được chất lượng, hình dáng ban đầu
