Η αιθάλη είναι ένα σημαντικό βιομηχανικό υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως στο καουτσούκ, τα πλαστικά, τα μελάνια, τις επικαλύψεις και άλλους τομείς. Οι κανόνες ονομασίας και τα χαρακτηριστικά της μάρκας αιθάλης είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της απόδοσης και των εφαρμογών της. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει λεπτομερώς τους κανόνες ονομασίας της αιθάλης, θα αναλύσει τα χαρακτηριστικά της αιθάλης από διαφορετικές μάρκες και θα διερευνήσει την απόδοσή της σε διάφορες εφαρμογές.
ΕΓΩ. Ορισμός και βασικές έννοιες της αιθάλης
Ο αιθάλης είναι μια μαύρη μικρο-κονιοποιημένη ουσία που παράγεται από την ατελή καύση ή πυρόλυση υδρογονανθράκων υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Το κύριο συστατικό είναι ο άνθρακας, ο οποίος περιέχει μια μικρή ποσότητα ακαθαρσιών όπως οξυγόνο, υδρογόνο και θείο. Το μαύρο άνθρακα έχει υψηλή επιφάνεια και καλή αγωγιμότητα, καθιστώντας το ένα σημαντικό υλικό πλήρωσης και χρωστικής ουσίας.
Οι κύριες περιοχές εφαρμογής της αιθάλης περιλαμβάνουν ενισχυτικά υλικά από καουτσούκ, πλαστικές χρωστικές, αγώγιμα υλικά, αντιστατικούς παράγοντες και χρωστικές ουσίες. Τα χαρακτηριστικά της αιθάλης, όπως το μέγεθος των σωματιδίων, η δομή, η επιφάνεια, η αγωγιμότητα και οι χημικές ιδιότητες της επιφάνειας, επηρεάζουν άμεσα την αποτελεσματικότητά της σε διαφορετικές εφαρμογές.
II. Κανόνες ονομασίας της αιθάλης
Η ονομασία της αιθάλης βασίζεται συνήθως στη διαδικασία παραγωγής, στο μέγεθος των σωματιδίων, στη δομή και στην επιφάνεια. Αυτοί οι κανόνες ονομασίας μας βοηθούν να κατανοήσουμε γρήγορα τις κύριες φυσικές και χημικές ιδιότητες ενός συγκεκριμένου τύπου αιθάλης.
1. Διαδικασία παραγωγής αιθάλης
Οι διεργασίες παραγωγής για το μαύρο άνθρακα χωρίζονται κυρίως σε μαύρο καμίνου, μαύρο του καναλιού, αιθάλη με θερμική πυρόλυση και μαύρο ασετυλένιο. Διαφορετικές μέθοδοι παραγωγής θα επηρεάσουν το μέγεθος των σωματιδίων, τη δομή και την επιφάνεια της αιθάλης.
Μαύρο φούρνου: Αυτή είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία παραγωγής και αντιπροσωπεύει τη συντριπτική πλειοψηφία της παγκόσμιας παραγωγής αιθάλης. Το μαύρο καμίνι γίνεται με την καύση υγρών ή αέριων υδρογονανθράκων σε κλίβανο υψηλής θερμοκρασίας. Χαρακτηρίζεται από ελεγχόμενο μέγεθος σωματιδίων και ποικιλία τύπων προϊόντων. Το όνομα του μαύρου φούρνου συνήθως ξεκινά με "N", ακολουθούμενο από τρία ψηφία, όπως N220, N330, κ.λπ.
Κανάλι μαύρο: Αυτή η διαδικασία δημιουργεί κυρίως αιθάλη στην επιφάνεια του καυστήρα μέσω αέριων υδρογονανθράκων. Το μαύρο κανάλι έχει πολύ μικρό μέγεθος σωματιδίων και υψηλά δομικά χαρακτηριστικά. Χρησιμοποιείται κυρίως σε μελάνια και επιστρώσεις υψηλής ποιότητας. Το όνομά του συνήθως ξεκινά με «C».
Μαύρος άνθρακας θερμικής πυρόλυσης: Αυτό παράγεται από την αντίδραση θερμικής αποσύνθεσης των αλκανίων υπό συνθήκες χωρίς οξυγόνο. Η αιθάλη που παράγεται με αυτή τη μέθοδο έχει μεγαλύτερο μέγεθος σωματιδίων και χαμηλότερη δομή, καθιστώντας την κατάλληλη για πληρωτικά σε αγώγιμο καουτσούκ και πλαστικά.
Μαύρο ασετυλένιο: Αυτό δημιουργείται από τη διάσπαση του αερίου ακετυλενίου σε υψηλές θερμοκρασίες. Έχει εξαιρετικά υψηλή καθαρότητα, αγωγιμότητα και μικρό μέγεθος σωματιδίων, που χρησιμοποιείται συχνά σε υλικά υψηλής αγωγιμότητας όπως μπαταρίες και ηλεκτρόδια.
2. Μέγεθος σωματιδίων και δομή αιθάλης
Το μέγεθος των σωματιδίων και η δομή της αιθάλης είναι σημαντικές παράμετροι που καθορίζουν τις φυσικές της ιδιότητες. Το μέγεθος των σωματιδίων εκφράζεται συνήθως σε νανόμετρα, ενώ η δομή αναφέρεται στον βαθμό συσσωμάτωσης των σωματιδίων αιθάλης, που τυπικά χαρακτηρίζεται από την τιμή απορρόφησης DBP (φθαλικός διβουτυλεστέρας). Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο πιο περίπλοκη είναι η δομή.
Μέγεθος σωματιδίων: Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων της αιθάλης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ειδική επιφάνεια και τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα ενίσχυσης, αν και μπορεί επίσης να αυξήσει τη δυσκολία επεξεργασίας. Για παράδειγμα, το μέγεθος σωματιδίων του N110 είναι μικρότερο από 20 νανόμετρα, ενώ του N330 είναι μεταξύ 30-60 νανόμετρα.
Δομή: Η δομή της αιθάλης επηρεάζει άμεσα τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του υλικού, όπως η αντοχή και η αντοχή στη φθορά. Η αιθάλη υψηλής δομής (όπως το N220) έχει συνήθως σημαντική ενισχυτική δράση, αλλά απαιτεί υψηλότερες προδιαγραφές για τον εξοπλισμό ανάμειξης κατά την επεξεργασία.
3. Επιφάνεια αιθάλης
Η ειδική επιφάνεια της αιθάλης αναφέρεται στη συνολική επιφάνεια της αιθάλης ανά μονάδα μάζας, η οποία συνήθως μετράται με τη μέθοδο BET και εκφράζεται σε m²/g. Το μέγεθος της επιφάνειας επηρεάζει άμεσα την ενισχυτική απόδοση και την ικανότητα χρωματισμού της αιθάλης. Σε γενικές γραμμές, όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική επιφάνεια της αιθάλης, τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, με αποτέλεσμα καλύτερο ενισχυτικό αποτέλεσμα και ισχυρότερη ικανότητα χρωματισμού.
III. Οι κύριες ποιότητες αιθάλης και τα χαρακτηριστικά τους
Σύμφωνα με τους κανόνες ονομασίας που αναφέρθηκαν παραπάνω, διαφορετικές ποιότητες αιθάλης παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στη δομή, το μέγεθος των σωματιδίων, την επιφάνεια και πολλά άλλα. Ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση των χαρακτηριστικών ορισμένων μεγάλων ποιοτήτων αιθάλης.
1. Σειρά N100 carbon black
Η σειρά N100 περιλαμβάνει N110, N115, N121 κ.λπ. Αυτός ο τύπος αιθάλης έχει εξαιρετικά υψηλή επιφάνεια και δομή, με πολύ λεπτό μέγεθος σωματιδίων, συνήθως μικρότερο από 20 νανόμετρα. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τη σειρά N100 ιδιαίτερα αποτελεσματική στην ενίσχυση του καουτσούκ, ειδικά σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά και αντοχή στο σχίσιμο.
N110: Το N110 είναι ο αντιπροσωπευτικός βαθμός αυτής της σειράς, με το μικρότερο μέγεθος σωματιδίων και την υψηλότερη απόδοση οπλισμού. Χρησιμοποιείται κυρίως για λάστιχο πέλματος σε ελαστικά υψηλής απόδοσης, βιομηχανικά προϊόντα καουτσούκ και πολλά άλλα, βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή στο σχίσιμο και την αντοχή στη φθορά του υλικού. Ωστόσο, λόγω της υψηλής δομής του, μπορεί να υπάρχουν ορισμένες δυσκολίες διασποράς κατά την επεξεργασία και οι απαιτήσεις για εξοπλισμό ανάμειξης είναι σχετικά υψηλές.
2. N200 Series Carbon Black
Το μαύρο άνθρακα της σειράς N200 περιλαμβάνει N220, N231, N234 κ.λπ. Αυτές οι ποιότητες έχουν ελαφρώς μεγαλύτερα μεγέθη σωματιδίων από τη σειρά N100, αλλά εξακολουθούν να διατηρούν υψηλή δομή, καθιστώντας τα κατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ενίσχυση και εύκολη επεξεργασία.
N220: Το N220 είναι μια πιο κοινή κατηγορία στη σειρά N200, προσφέροντας καλύτερη συνολική ισορροπία απόδοσης. Η δομή και το εφέ ενίσχυσης του είναι ανώτερα από αυτά της σειράς N300 και χρησιμοποιείται συνήθως σε πέλματα ελαστικών, βιομηχανικά προϊόντα από καουτσούκ, ιμάντες μεταφοράς και άλλες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά. Το N220 έχει επίσης σχετικά καλή απόδοση επεξεργασίας, ενώ διατηρεί εξαιρετική αντοχή στη φθορά.
N234: Το N234 έχει μεγαλύτερη επιφάνεια από το N220, παρέχοντας ισχυρότερο εφέ ενίσχυσης, αλλά με σχετικά κακή απόδοση επεξεργασίας. Είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη φθορά, όπως αγωνιστικά ελαστικά.
3. N300 Series Carbon Black
Η σειρά N300 carbon black περιλαμβάνει N330, N339, N351 κ.λπ., και είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες σειρές αιθάλης. Αυτές οι ποιότητες έχουν μεσαίες επιφάνειες και δομές, προσφέροντας καλή απόδοση επεξεργασίας και ενισχυτικά αποτελέσματα, και χρησιμοποιούνται συνήθως σε γενικά ελαστικά και διάφορα βιομηχανικά προϊόντα από καουτσούκ.
N330: Το N330 είναι το πιο τυπικό γενικό μαύρο άνθρακα, με μέτριο μέγεθος και δομή σωματιδίων, καθιστώντας το κατάλληλο για τα περισσότερα προϊόντα από καουτσούκ. Το φάσμα εφαρμογών του είναι ευρύ, συμπεριλαμβανομένων των πέλματος των ελαστικών, των πλευρικών τοιχωμάτων, των εύκαμπτων σωλήνων, των τσιμουχών και άλλων.
N339: Το N339 έχει υψηλότερη δομή και εμβαδόν επιφάνειας, με αποτέλεσμα ισχυρότερη δυνατότητα ενίσχυσης σε σύγκριση με το N330, αλλά η δυσκολία επεξεργασίας αυξάνεται ανάλογα. Είναι κατάλληλο για προϊόντα από καουτσούκ με υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης, όπως ελαστικά μηχανικής και ελαστικά βαρέως τύπου.
4. Σειρά N500 Carbon Black
Το μαύρο άνθρακα της σειράς N500 περιλαμβάνει ποιότητες όπως N550 και N560, οι οποίες έχουν χαμηλότερες επιφάνειες και δομές. Παρέχουν καλή απόδοση επεξεργασίας και ορισμένα εφέ ενίσχυσης, καθιστώντας τα κατάλληλα για προϊόντα που χρειάζονται ενισχυμένη αντοχή αλλά δεν απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά.
N550: Το N550 είναι η αντιπροσωπευτική κατηγορία αυτής της σειράς, γνωστή για την καλή απόδοση επεξεργασίας και την ελαστική ικανότητα ανάκτησης. Χρησιμοποιείται ευρέως σε προϊόντα από καουτσούκ όπως πλευρικά τοιχώματα ελαστικών, εύκαμπτοι σωλήνες και θήκες καλωδίων. Η χαμηλή επιφάνεια και η δομή του συμβάλλουν σε χαμηλή απώλεια υστέρησης και εξαιρετική αντοχή στη γήρανση στις εφαρμογές.
5. Σειρά N600 Carbon Black
Το μαύρο άνθρακα της σειράς N600, συμπεριλαμβανομένων ποιοτήτων όπως N660 και N683, χαρακτηρίζεται από μεγάλα μεγέθη σωματιδίων και χαμηλή δομή. Αυτός ο τύπος αιθάλης χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές που απαιτούν καλή απόδοση επεξεργασίας, όπως εσωτερικοί σωλήνες και καουτσούκ αμορτισέρ.
N660: Το N660 είναι μια τυπική κατηγορία στη σειρά N600, που προσφέρει καλή απόδοση επεξεργασίας και ελαστική ικανότητα ανάκτησης. Είναι κατάλληλο για προϊόντα από καουτσούκ που απαιτούν χαμηλή απώλεια υστέρησης, όπως εσωτερικές επενδύσεις ελαστικών και υλικά εσωτερικού αυτοκινήτου.
6. N700 Series Carbon Black
Το μαύρο άνθρακα της σειράς N700, συμπεριλαμβανομένων ποιοτήτων όπως N772 και N774, έχει τη χαμηλότερη δομή και επιφάνεια. Είναι κατάλληλο για εφαρμογές με χαμηλές απαιτήσεις αντοχής στη φθορά αλλά καλή ελαστικότητα και αντοχή στην κόπωση.
N772: Το N772 διαθέτει χαμηλή ειδική επιφάνεια και δομή, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές όπως εσωτερικές επενδύσεις ελαστικών και εσωτερικούς χώρους αυτοκινήτων που απαιτούν χαμηλή αντοχή στη φθορά αλλά υψηλή ελαστικότητα. Η χαμηλή επιφάνεια και η δομή του συμβάλλουν στην καλή αντοχή στην κόπωση.
7. N990 Carbon Black
Το μαύρο άνθρακα N990 έχει μεγαλύτερο μέγεθος σωματιδίων, συνήθως μεταξύ 250-350 νανόμετρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μικρότερη ειδική επιφάνεια (περίπου 9-11 m²/g) σε σύγκριση με τις περισσότερες αιθάλης φούρνου. Αυτό οδηγεί σε χαμηλότερο αποτέλεσμα ενίσχυσης. Το μαύρο άνθρακα N990 έχει πολύ χαμηλή δομή, παρέχοντας ισχυρή ικανότητα πλήρωσης σε καουτσούκ αλλά περιορισμένο ενισχυτικό αποτέλεσμα. Έτσι είναι πιο κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ελαστικότητα και χαμηλή απώλεια υστέρησης.
Λόγω της μοναδικής δομής του, το μαύρο άνθρακα N990 προσφέρει καλή αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη γήρανση στο καουτσούκ. Η χαμηλή δομή του βοηθά στην πρόληψη της παραμόρφωσης των προϊόντων από καουτσούκ σε υψηλές θερμοκρασίες και παρέχει καλή αντοχή στο όζον.
Σε αντίθεση με το μαύρο άνθρακα υψηλής δομής, το μαύρο άνθρακα N990 έχει εξαιρετικά χαμηλή αγωγιμότητα. Είναι πολύ αποτελεσματικό σε εφαρμογές που απαιτούν μονωτικές ιδιότητες. Είναι επίσης ιδανική επιλογή για ορισμένα καλώδια, τσιμούχες και άλλα προϊόντα από καουτσούκ που απαιτούν ηλεκτρική μόνωση.
8. Pigment Black
Το Pigment Black είναι ένας τύπος αιθάλης που χρησιμοποιείται ειδικά για χρωματισμό. Έχει εξαιρετικά υψηλή ισχύ χρωματισμού και σταθερότητα στο φως, με μέγεθος σωματιδίων συνήθως κάτω από 10 νανόμετρα. Το Pigment Black χρησιμοποιείται ευρέως σε προϊόντα που απαιτούν βαθύ μαύρο χρωματισμό, όπως μελάνια, επιστρώσεις και πλαστικά.
Χαρακτηριστικά: Τα κύρια χαρακτηριστικά του Pigment Black περιλαμβάνουν το εξαιρετικά λεπτό μέγεθος σωματιδίων και την υψηλή καθαρότητά του. Του δίνει τη δυνατότητα να παρέχει ένα εφέ μαύρου χρωματισμού υψηλής έντασης, μαζί με καλή σταθερότητα στο φως και αντοχή στις καιρικές συνθήκες. Ανάλογα με τις διαφορετικές απαιτήσεις εφαρμογής, το Pigment Black μπορεί επίσης να προσαρμόσει την επιφάνεια και τη δομή του. Σε αυτό υπόθεση επιτυγχάνει ποικίλες αντοχές χρωματισμού και απόδοση διασποράς.
Εφαρμογή: Το Pigment Black χρησιμοποιείται ευρέως σε μελάνια εκτύπωσης, πλαστικά προϊόντα, επιστρώσεις, δομικά υλικά και άλλους τομείς. Λόγω της ισχυρής ισχύος χρωματισμού του, μια μικρή ποσότητα Pigment Black μπορεί να επιτύχει ένα αποτελεσματικό χρωματικό αποτέλεσμα. Αυτό το καθιστά κοινό στην κατασκευή masterbatch και μελανιού.
Ως σημαντικό βιομηχανικό υλικό, οι κανόνες ονομασίας και τα χαρακτηριστικά της μάρκας της αιθάλης παρέχουν βασικές αναφορές για κατανόηση και εφαρμογή. Οι διαφορές στο μέγεθος των σωματιδίων, τη δομή, την επιφάνεια και άλλες ιδιότητες μεταξύ διαφορετικών μάρκες αιθάλης καθορίζουν την απόδοσή τους. Για παράδειγμα, σε καουτσούκ, πλαστικά, επιστρώσεις, αγώγιμα υλικά και άλλα πεδία. Με τη σωστή επιλογή και χρήση αιθάλης, οι ιδιότητες των υλικών μπορούν να βελτιστοποιηθούν ώστε να καλύπτουν συγκεκριμένες ανάγκες εφαρμογής. Αυτές οι ιδιότητες διαδραματίζουν απαραίτητο ρόλο στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή και χρησιμεύουν ως κρίσιμη βάση για το σχεδιασμό υλικών υψηλής απόδοσης.
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με τους μύλους jet, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε Epic Powderτην τεχνική ομάδα του.