Karbon hitam merupakan material industri penting yang banyak digunakan dalam karet, plastik, tinta, pelapis, dan bidang lainnya. Aturan penamaan dan karakteristik merek karbon hitam sangat penting untuk memahami kinerja dan aplikasinya. Artikel ini akan membahas aturan penamaan karbon hitam secara terperinci, menganalisis karakteristik karbon hitam dari berbagai merek, dan mengeksplorasi kinerjanya dalam berbagai aplikasi.
SAYA. Definisi dan konsep dasar karbon hitam
Karbon hitam adalah zat bubuk mikro hitam yang dihasilkan oleh pembakaran tidak sempurna atau pirolisis hidrokarbon dalam kondisi terkendali. Komponen utamanya adalah karbon, yang mengandung sejumlah kecil pengotor seperti oksigen, hidrogen, dan sulfur. Karbon hitam memiliki luas permukaan yang tinggi dan konduktivitas yang baik, sehingga menjadikannya bahan pengisi dan pigmen yang penting.
Bidang aplikasi utama karbon hitam meliputi bahan penguat karet, pewarna plastik, bahan konduktif, agen antistatis, dan pigmen. Karakteristik karbon hitam, seperti ukuran partikel, struktur, luas permukaan, konduktivitas, dan sifat kimia permukaan, secara langsung memengaruhi efektivitasnya dalam berbagai aplikasi.
Jil. Aturan penamaan karbon hitam
Penamaan karbon hitam biasanya didasarkan pada proses produksi, ukuran partikel, struktur, dan luas permukaannya. Aturan penamaan ini membantu kita memahami dengan cepat sifat fisik dan kimia utama dari jenis karbon hitam tertentu.
1. Proses produksi karbon hitam
Proses produksi karbon hitam terutama dibagi menjadi karbon hitam tungku, karbon hitam saluran, karbon hitam retak termal, dan karbon hitam asetilena. Metode produksi yang berbeda akan memengaruhi ukuran partikel, struktur, dan luas permukaan karbon hitam.
Tungku hitam: Ini adalah proses produksi yang paling banyak digunakan dan mencakup sebagian besar produksi karbon hitam global. Karbon hitam tungku dibuat dengan membakar hidrokarbon cair atau gas dalam tungku bersuhu tinggi. Karbon hitam tungku dicirikan oleh ukuran partikel yang dapat dikontrol dan berbagai jenis produk. Nama karbon hitam tungku biasanya dimulai dengan "N," diikuti oleh tiga digit, seperti N220, N330, dst.
Saluran hitam: Proses ini terutama menghasilkan karbon hitam pada permukaan pembakar melalui hidrokarbon gas. Saluran hitam memiliki ukuran partikel yang sangat kecil dan karakteristik struktural yang tinggi. Ini terutama digunakan dalam tinta dan pelapis kelas atas. Namanya biasanya dimulai dengan huruf “C.”
Karbon hitam retak termal: Karbon hitam ini dihasilkan oleh reaksi dekomposisi termal alkana dalam kondisi bebas oksigen. Karbon hitam yang dihasilkan dengan metode ini memiliki ukuran partikel yang lebih besar dan struktur yang lebih rendah, sehingga cocok untuk bahan pengisi pada karet konduktif dan plastik.
Asetilena hitam: Gas ini dihasilkan dari pemecahan gas asetilena pada suhu tinggi. Gas ini memiliki kemurnian, konduktivitas, dan ukuran partikel yang sangat tinggi, sehingga sering digunakan dalam bahan yang sangat konduktif seperti baterai dan elektroda.
2. Ukuran partikel dan struktur karbon hitam
Ukuran partikel dan struktur karbon hitam merupakan parameter penting yang menentukan sifat fisiknya. Ukuran partikel biasanya dinyatakan dalam nanometer, sedangkan struktur mengacu pada tingkat agregasi partikel karbon hitam, yang biasanya dicirikan oleh nilai serapan DBP (Dibutyl Phthalate). Semakin tinggi nilainya, semakin kompleks strukturnya.
Ukuran partikel: Semakin kecil ukuran partikel karbon hitam, semakin besar luas permukaan spesifiknya dan semakin baik efek penguatannya, meskipun hal itu juga dapat meningkatkan kesulitan pemrosesan. Misalnya, ukuran partikel N110 kurang dari 20 nanometer, sedangkan N330 berada di antara 30-60 nanometer.
Struktur: Struktur karbon hitam secara langsung memengaruhi sifat fisik dan mekanis material, seperti kekuatan dan ketahanan aus. Karbon hitam berstruktur tinggi (seperti N220) biasanya memiliki efek penguatan yang signifikan tetapi memerlukan spesifikasi yang lebih tinggi untuk peralatan pencampuran selama pemrosesan.
3. Luas permukaan karbon hitam
Luas permukaan spesifik karbon hitam mengacu pada total luas permukaan karbon hitam per satuan massa, yang biasanya diukur dengan metode BET dan dinyatakan dalam m²/g. Ukuran luas permukaan secara langsung memengaruhi kinerja penguat dan kemampuan pewarnaan karbon hitam. Secara umum, semakin besar luas permukaan spesifik karbon hitam, semakin kecil ukuran partikelnya, sehingga menghasilkan efek penguat yang lebih baik dan kemampuan pewarnaan yang lebih kuat.
AKU AKU AKU. Jenis-jenis karbon hitam utama dan karakteristiknya
Berdasarkan aturan penamaan yang disebutkan di atas, berbagai tingkat karbon hitam menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam hal struktur, ukuran partikel, luas permukaan, dan lain-lain. Berikut ini adalah analisis terperinci mengenai karakteristik beberapa tingkat karbon hitam utama.
1. Seri N100 karbon hitam
Seri N100 meliputi N110, N115, N121, dll. Jenis karbon hitam ini memiliki luas permukaan dan struktur yang sangat tinggi, dengan ukuran partikel yang sangat halus, biasanya kurang dari 20 nanometer. Karakteristik ini membuat seri N100 sangat efektif dalam memperkuat karet, terutama dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus dan ketahanan sobek yang tinggi.
N110: N110 adalah kelas representatif dari seri ini, dengan ukuran partikel terkecil dan kinerja penguatan tertinggi. Kelas ini terutama digunakan untuk karet tapak pada ban berkinerja tinggi, produk karet industri, dan banyak lagi, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan sobek dan ketahanan aus material. Namun, karena strukturnya yang tinggi, mungkin ada kesulitan dispersi tertentu selama pemrosesan, dan persyaratan untuk peralatan pencampuran relatif tinggi.
2. Seri N200 Karbon Hitam
Karbon hitam seri N200 meliputi N220, N231, N234, dst. Kelas ini memiliki ukuran partikel yang sedikit lebih besar daripada seri N100 tetapi tetap mempertahankan struktur yang tinggi, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan penguatan tinggi dan pemrosesan yang mudah.
Pesawat N220: N220 adalah jenis yang lebih umum dalam seri N200, yang menawarkan keseimbangan kinerja keseluruhan yang lebih baik. Struktur dan efek penguatannya lebih unggul daripada seri N300, dan biasanya digunakan dalam tapak ban, produk karet industri, sabuk konveyor, dan aplikasi lain yang membutuhkan ketahanan aus yang tinggi. N220 juga memiliki kinerja pemrosesan yang relatif baik dengan tetap mempertahankan ketahanan aus yang sangat baik.
N234: N234 memiliki luas permukaan yang lebih tinggi daripada N220, sehingga memberikan efek penguatan yang lebih kuat, tetapi dengan kinerja pemrosesan yang relatif buruk. Cocok untuk aplikasi yang menuntut ketahanan aus yang sangat tinggi, seperti ban balap.
3. Seri N300 Karbon Hitam
Seri karbon hitam N300 meliputi N330, N339, N351, dll., dan merupakan salah satu seri karbon hitam yang paling banyak digunakan. Kelas-kelas ini memiliki luas permukaan dan struktur sedang, menawarkan kinerja pemrosesan dan efek penguatan yang baik, dan umumnya digunakan pada ban umum dan berbagai produk karet industri.
N330: N330 adalah karbon hitam umum yang paling umum, yang memiliki ukuran dan struktur partikel sedang, sehingga cocok untuk sebagian besar produk karet. Jangkauan aplikasinya luas, termasuk tapak ban, dinding samping, selang, segel, dan banyak lagi.
N339: N339 memiliki struktur dan luas permukaan yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan kemampuan penguatan yang lebih kuat dibandingkan dengan N330, tetapi tingkat kesulitan pemrosesannya pun meningkat. Produk ini cocok untuk produk karet dengan persyaratan kinerja yang lebih tinggi, seperti ban rekayasa dan ban tugas berat.
4. Seri N500 Karbon Hitam
Seri karbon hitam N500 mencakup mutu seperti N550 dan N560, yang memiliki luas permukaan dan struktur lebih rendah. Produk ini memberikan kinerja pemrosesan yang baik dan efek penguatan tertentu, sehingga cocok untuk produk yang membutuhkan kekuatan lebih tetapi tidak memerlukan ketahanan aus yang tinggi.
N550: N550 adalah kelas representatif dari seri ini, yang dikenal karena kinerja pemrosesannya yang baik dan kemampuan pemulihan elastisnya. Kelas ini banyak digunakan dalam produk karet seperti dinding samping ban, selang, dan selubung kabel. Luas permukaan dan strukturnya yang rendah berkontribusi pada rendahnya kehilangan histeresis dan ketahanan penuaan yang sangat baik dalam aplikasi.
5. Seri N600 Karbon Hitam
Karbon hitam seri N600, termasuk jenis seperti N660 dan N683, dicirikan oleh ukuran partikel yang besar dan struktur yang rendah. Jenis karbon hitam ini biasanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kinerja pemrosesan yang baik, seperti ban dalam dan karet peredam kejut.
N660: N660 adalah jenis karet yang umum dalam seri N600, yang menawarkan kinerja pemrosesan yang baik dan kemampuan pemulihan elastisitas. Karet ini cocok untuk produk karet yang membutuhkan kehilangan histeresis rendah, seperti pelapis ban dalam dan material interior otomotif.
6. Seri N700 Karbon Hitam
Karbon hitam seri N700, termasuk jenis seperti N772 dan N774, memiliki struktur dan luas permukaan terendah. Produk ini cocok untuk aplikasi dengan persyaratan ketahanan aus yang rendah tetapi elastisitas dan ketahanan lelah yang baik.
N772: N772 memiliki luas permukaan spesifik dan struktur yang rendah, sehingga terutama digunakan dalam aplikasi seperti pelapis ban dalam dan interior otomotif yang memerlukan ketahanan aus yang rendah tetapi elastisitas yang tinggi. Luas permukaan dan strukturnya yang rendah berkontribusi terhadap ketahanan lelah yang baik.
7. N990 Karbon Hitam
Karbon hitam N990 memiliki ukuran partikel yang lebih besar, biasanya antara 250-350 nanometer. Hal ini menghasilkan luas permukaan spesifik yang lebih rendah (sekitar 9-11 m²/g) dibandingkan dengan sebagian besar karbon hitam tungku. Hal ini menghasilkan efek penguatan yang lebih rendah. Karbon hitam N990 memiliki struktur yang sangat rendah, memberikan kapasitas pengisian yang kuat dalam karet tetapi efek penguatan terbatas. Jadi, karbon hitam N990 lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan elastisitas tinggi dan kehilangan histeresis yang rendah.
Berkat strukturnya yang unik, karbon hitam N990 menawarkan ketahanan panas dan ketahanan penuaan yang baik pada karet. Strukturnya yang rendah membantu mencegah deformasi produk karet pada suhu tinggi dan memberikan ketahanan ozon yang baik.
Tidak seperti karbon hitam berstruktur tinggi, karbon hitam N990 memiliki konduktivitas yang sangat rendah. Karbon hitam ini sangat efektif dalam aplikasi yang memerlukan sifat insulasi. Karbon hitam ini juga merupakan pilihan ideal untuk kabel, segel, dan produk karet tertentu yang memerlukan insulasi listrik.
8. Pigmen Hitam
Pigment Black adalah jenis karbon hitam yang secara khusus digunakan untuk pewarnaan. Pigment Black memiliki daya pewarnaan dan stabilitas cahaya yang sangat tinggi, dengan ukuran partikel biasanya di bawah 10 nanometer. Pigment Black banyak digunakan dalam produk yang membutuhkan pewarnaan hitam pekat, seperti tinta, pelapis, dan plastik.
Fitur: Karakteristik utama Pigment Black meliputi ukuran partikelnya yang sangat halus dan kemurniannya yang tinggi. Hal ini memungkinkannya untuk memberikan efek pewarnaan hitam dengan intensitas tinggi, bersama dengan stabilitas cahaya dan ketahanan cuaca yang baik. Bergantung pada berbagai persyaratan aplikasi, Pigment Black juga dapat menyesuaikan luas permukaan dan strukturnya. Dalam hal ini kasus ia mencapai kekuatan pewarnaan dan kinerja dispersi yang bervariasi.
Aplikasi: Pigment Black banyak digunakan dalam tinta cetak, produk plastik, pelapis, bahan bangunan, dan bidang lainnya. Karena daya pewarnaannya yang kuat, sejumlah kecil Pigment Black dapat menghasilkan efek pewarnaan yang efektif. Hal ini membuatnya umum dalam pembuatan masterbatch dan tinta.
Sebagai material industri yang penting, aturan penamaan dan karakteristik merek karbon hitam menyediakan referensi penting untuk pemahaman dan penerapan. Perbedaan dalam ukuran partikel, struktur, luas permukaan, dan sifat-sifat lain di berbagai merek karbon hitam menentukan kinerjanya. Misalnya, dalam karet, plastik, pelapis, material konduktif, dan bidang lainnya. Dengan memilih dan menggunakan karbon hitam dengan tepat, sifat-sifat material dapat dioptimalkan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi tertentu. Sifat-sifat ini memainkan peran yang sangat penting dalam produksi industri modern dan berfungsi sebagai dasar penting untuk merancang material berkinerja tinggi.
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang jet mill, jangan ragu untuk menghubungi kami Bubuk Epiktim teknis .