446 Shares 1882 views

Węglan techniczny, jej wytwarzanie

sadza (GOST 7885-86) – typ przemysłowych produktów węglowych, stosowanych głównie w gumie jako wypełniacza, zwiększając jego korzystne właściwości użytkowe. W przeciwieństwie do koksu i boisko jest prawie czarny węgiel w podobny wygląd.


Zakres zastosowania

Około 70% wytwarzanej sadzy, stosuje się do wytwarzania opon, 20% – do wytwarzania wyrobów gumowych. Również węgiel Techniczna jest stosowana w produkcji farb i atramentów produkcji, gdzie służy jako czarny pigment.

Innym obszarem zastosowania – produkcja tworzyw sztucznych i osłona kabla. Tu produktu dodaje się jako wypełniacz i wytwarzania produktów o specyficznych właściwościach. W małej skali sadzę stosowane w innych gałęziach przemysłu.

cecha

Sadza – produkt proces obejmujący najnowsze technologie i inżynieria metody kontroli. Ze względu na swoją czystością i ściśle określony zestaw właściwości fizycznych i chemicznych, to nie ma nic wspólnego z sadzy utworzonego jako produkt uboczny z zanieczyszczonego węgla i oleju opałowego lub nieuregulowanych silników spalinowych. Według ogólnie przyjętej klasyfikacji międzynarodowej sadzy wyznaczonego Carbon Black (sadza w tłumaczeniu z języka angielskiego), sadzy w języku angielskim – sadzy. Oznacza to, że pojęcia te są obecnie w żaden sposób pomylić.

Efekt amplifikacji powodu wypełnione sadzą gumy nie miały mniejsze znaczenie niż otwór siarki warunkach wulkanizacji gumy do rozwoju przemysłu gumowego. Kompozycje gumowe węgla z wielu składników, wagowo zajmuje drugie gumy. Wpływ właściwości jakościowych sadzy produktów gumowych znacznie większa niż jakościowej podstawowy składnik – gumy.

właściwości wzmacniające

Lepsze właściwości fizyczne materiału wprowadzając wypełniacz o nazwie wzmocnienie () i takie wzmacniacze nazywane są wypełniaczami (sadza, krzemionka strącona). Spośród wszystkich wzmacniaczy wyjątkowe cechy węgla technicznego. Jeszcze przed utwardzaniem, że wiąże się z kauczuku, po czym nie może być całkowicie rozdzielone pod sadzy i gumy z rozpuszczalnikami.

gumy siły, pochodzące z dużych elastomerów:

elastomeru

Wytrzymałość na rozciąganie, MPa

nieobsadzone wulkanizatu

Wulkanizatu wypełniona sadzą

kauczuku styren-butadien

3.5

24,6

kauczuk

4.9

28,1

Kauczuk etylenowo-propylenowy

3.5

21,1

kauczuk poliakrylanowy

2.1

17,6

kauczuku polibutadienowego

5.6

21,1

Tabela pokazuje właściwości wulkanizatów otrzymanych z różnych typów kauczuków niewypełnionego i wypełnionych sadzą. Na podstawie tych danych można stwierdzić, w jaki sposób zawartość węgla w znacznym stopniu wpływa na wytrzymałość na rozciąganie składnika gumy. Nawiasem mówiąc, inne proszki ziarnistych stosowanych w mieszankach kauczukowych w celu nadania żądanego koloru lub potanienie mieszaniny – kredę, kaolin, talk, tlenek żelaza i inne nie mają właściwości wzmacniające.

struktura

Czysty węgiel naturalny – to diament i grafit. Mają strukturę krystaliczną znacznie różnią się od siebie. Dyfrakcja promieni ustalone podobieństwa w strukturze grafitu naturalnego i sztucznego tworzywa jest sadza. Atomy węgla w formie grafitu warstw duże pierścieniowe skondensowane układy aromatyczne, z cząsteczkowych odstęp 0,142 nm. Te arkusze grafitowe skondensowane układy aromatyczne nazywane są podstawne samolotów. Odległość pomiędzy płaszczyznami jest ściśle określona i 0,335 nM. Wszystkie warstwy są ułożone równolegle względem siebie. gęstość grafitu wynosi 2,26 g / cm3.

W przeciwieństwie do grafitu o trójwymiarowej kolejność sadza charakteryzuje się prawidłowości tylko dwuwymiarowego. składa się z dobrze rozwiniętych płaszczyznami grafitowymi, umieszczony w przybliżeniu równolegle do siebie, lecz przesunięty w stosunku do sąsiednich warstw – to jest przypadkowo zorientowana w płaszczyźnie prostopadłej względem.

Kształcie litery grafit porównaniu z równo ułożonych talii kart i struktury sadzy z talii kart, w których karty są przesunięte. To odległości międzypłaszczyznowe większa niż grafit 0,350-0,365 nm. W związku z tym, czarny węgiel gęstości niższej niż w przypadku grafitu i jest w 1,76-1,9 g / cm3, w zależności od gatunku (zwykle 1,8 g / cm3).

ubarwienie

Sadze pigmentu (barwiących) węglowe stosowane w produkcji farb drukarskich, powłokach, tworzywach sztucznych, papieru, włókien i materiałów budowlanych. Są one klasyfikowane w następujący sposób:

  • czarny vysokookrashivayuschy węgla (SB);
  • sredneokrashivayuschy (MS);
  • normalnookrashivayuschy (RC);
  • nizkookrashivayuschy (LC).

Trzecią literą oznacza procesu wytwarzania – piec (F) lub kanału (C). Oznaczenia na przykład: HCF – vysokookrashivayuschy sadza piec (piec Hiqh koloru).

Zdolność barwiących produkt jest proporcjonalne do wielkości jego cząstek. W zależności od ich wielkości węgla Techniczne podzielone na grupy:

Średnia wielkość cząstek, nm

Znak piecowy

10-15

HCF

16-24

MCF

25-35

RCF

> 36

LCF

klasyfikacja

Sadza do gumy wzmacniającego wpływu stopnia dzieli się na:

  • Vysokousilivayuschy (bieżnika stałe). Pod warunkiem, zwiększoną wytrzymałość i odporność na ścieranie. Wielkość cząstek jest mała (18-30 nM). Stosowane w przenośnikach taśmowych, bieżników opon.
  • Poluusilivayuschy (szkieletowym, miękkie). Średnia wielkość cząstek (40-60 nM). Stosowane w różnych wyrobów przemysłowych gumowych, tusz opon.
  • Nizkousilivayuschy. Wielkość cząstek jest duża (większa niż 60 nm). Przemysł oponiarski używa jest ograniczona. To zapewnia niezbędną siłę utrzymując wysoką elastyczność w produktach gumowych.

Pełna klasyfikacja sadzy podano w normie ASTM D1765-03, przyjęta przez wszystkich światowych producentów produktu i jego konsumentów. Klasyfikacja jest, w szczególności, jest prowadzona w zakresie pola powierzchni cząstek:

numer grupy

Średnia powierzchnia właściwa według azotu adsorpcyjnej 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

Produkcja węgla

Istnieją trzy technologii przemysłowej sadzy, które stosuje się w cyklu niecałkowitego spalania węglowodorów:

  • piekarnik;
  • kanału;
  • rury;
  • w osoczu.

Istnieje również sposób, w którym termiczny rozkład gazu ziemnego lub acetylenem przy wysokich temperaturach.

Liczne znaki uzyskane za pomocą różnych technologii, mają różne właściwości.

technologia produkcji

Teoretycznie możliwe jest uzyskanie sadzę wszystkich powyższych metod, z ponad 96% wytworzonego produktu wytwarza się metodą piecową ciekłej paszy. Metoda ta pozwala na uzyskanie różnych producentów sadzy z określonym zestawem właściwości. Na przykład, dla sadzy Omsk roślin za pomocą tej technologii jest więcej niż 20 atomów czarne znaki.

Technologia ogóle jest. Wyłożonego materiały vysokoogneupornymi reaktora dostarczany gaz i ogrzewano do 800 ° C powietrzem. Przez spalanie gazu ziemnego wytwarza kompletne produkty spalania, mający temperaturę 1820-1900 ° C, zawierający pewną ilość wolnego tlenu. W produktach o wysokiej temperatury całkowitego spalania ciekłego surowca węglowodorowego wstrzyknięciu dokładnie wstępnie mieszane i ogrzewane do 200-300 ° C, Pirolizy surowca następuje w dokładnie kontrolowanej temperaturze, która w zależności od marki sadzy wytworzonej ma różne wartości od 1400 do 1750 ° C,

W pewnej odległości od miejsca paszowego termooksydacyjna reakcję przerywa się przez iniekcję wody. Utworzone przez pirolizę sadzy i gazy reakcyjne wchodzi podgrzewacz powietrza, w którym dają się część swojego ciepła do powietrza stosowanego w tym procesie, aby temperatura mieszaniny spada uglerodogazovoy od 950-1000 ° C do 500-600 ° C,

Po ochłodzeniu do temperatury 260-280 ° C za pomocą dodatkowego wtryskiwania wody mieszaninę sadzy i gazów jest przesyłany do filtra workowego, w którym sadza jest oddzielony od gazu i wchodzi zbiornik filtra. Oddzielony sadzę z filtra zbiornika do kanału transportowego gaz doprowadzany jest wentylator (dmuchawy) w urządzeniu do granulowania.

Producenci sadzy

Światowa produkcja sadzy jest ponad 10 milionów ton. Tak duży popyt na produkt jest przede wszystkim ze względu na swoje unikalne właściwości wzmacniające. przemysłowa lokomotywy są:

  • Aditya Birla Group (Indie) – około 15% rynku.
  • Cabot Corporation (USA) – 14% rynku.
  • Orion Engineered węgla (Luksemburg) – 9%.

Najwięksi producenci węgla rosyjskiego:

  • Ltd. "Omsktehuglerod" – 40% rynku rosyjskiego. Rośliny w Omsk, Wołgograd, Mohylew.
  • OAO "Jarosław węgiel techniczny" – 32%.
  • JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" – 17%.