Carbon black is een belangrijk industrieel materiaal dat veel wordt gebruikt in rubber, plastics, inkten, coatings en andere velden. De naamgevingsregels en de kenmerken van het merk carbon black zijn cruciaal voor het begrijpen van de prestaties en toepassingen ervan. Dit artikel bespreekt de naamgevingsregels van carbon black in detail, analyseert de kenmerken van carbon black van verschillende merken en onderzoekt de prestaties ervan in verschillende toepassingen.
I. Definitie en basisconcepten van koolstofzwart
Koolstofzwart is een zwarte micropoederachtige substantie die ontstaat door onvolledige verbranding of pyrolyse van koolwaterstoffen onder gecontroleerde omstandigheden. Het hoofdbestanddeel is koolstof, dat een kleine hoeveelheid onzuiverheden bevat zoals zuurstof, waterstof en zwavel. Koolstofzwart heeft een groot oppervlak en een goede geleidbaarheid, waardoor het een belangrijk vulmiddel en pigmentmateriaal is.
De belangrijkste toepassingsgebieden van carbon black zijn rubberversterkingsmaterialen, plastic kleurstoffen, geleidende materialen, antistatische middelen en pigmenten. De kenmerken van carbon black, zoals deeltjesgrootte, structuur, oppervlakte, geleidbaarheid en chemische oppervlakte-eigenschappen, hebben direct invloed op de effectiviteit ervan in verschillende toepassingen.
Tweede. Naamgevingsregels voor koolstofzwart
De naamgeving van carbon black is meestal gebaseerd op het productieproces, de deeltjesgrootte, structuur en het oppervlak. Deze naamgevingsregels helpen ons om snel de belangrijkste fysieke en chemische eigenschappen van een bepaald type carbon black te begrijpen.
1. Productieproces van koolstofzwart
De productieprocessen voor carbon black worden voornamelijk onderverdeeld in ovenzwart, kanaalzwart, thermisch kraken van carbon black en acetyleenzwart. Verschillende productiemethoden hebben invloed op de deeltjesgrootte, structuur en het oppervlak van carbon black.
Oven zwart: Dit is het meest gebruikte productieproces en is goed voor het overgrote deel van de wereldwijde productie van koolstofzwart. Ovenzwart wordt gemaakt door vloeibare of gasvormige koolwaterstoffen te verbranden in een hogetemperatuuroven. Het wordt gekenmerkt door een controleerbare deeltjesgrootte en een verscheidenheid aan producttypen. De naam van ovenzwart begint meestal met "N", gevolgd door drie cijfers, zoals N220, N330, enz.
Kanaal zwart: Dit proces genereert voornamelijk koolstofzwart op het oppervlak van de brander door middel van gasvormige koolwaterstoffen. Kanaalzwart heeft een zeer kleine deeltjesgrootte en hoge structurele kenmerken. Het wordt voornamelijk gebruikt in hoogwaardige inkten en coatings. De naam begint meestal met "C".
Thermisch kraken van koolstofzwart: Dit wordt geproduceerd door de thermische ontledingsreactie van alkanen onder zuurstofvrije omstandigheden. Het koolstofzwart dat door deze methode wordt geproduceerd, heeft een grotere deeltjesgrootte en een lagere structuur, waardoor het geschikt is voor vulstoffen in geleidend rubber en kunststoffen.
Acetyleenzwart: Dit wordt gegenereerd door het kraken van acetyleengas bij hoge temperaturen. Het heeft een extreem hoge zuiverheid, geleidbaarheid en kleine deeltjesgrootte, en wordt vaak gebruikt in zeer geleidende materialen zoals batterijen en elektroden.
2. Deeltjesgrootte en structuur van koolstofzwart
De deeltjesgrootte en structuur van carbon black zijn belangrijke parameters die de fysieke eigenschappen bepalen. De deeltjesgrootte wordt meestal uitgedrukt in nanometers, terwijl structuur verwijst naar de mate van aggregatie van carbon black-deeltjes, meestal gekenmerkt door de DBP (Dibutyl Phthalate)-absorptiewaarde. Hoe hoger de waarde, hoe complexer de structuur.
Deeltjesgrootte: Hoe kleiner de deeltjesgrootte van carbon black, hoe groter het specifieke oppervlak en hoe beter het versterkingseffect, hoewel het ook de verwerkingsmoeilijkheid kan vergroten. De deeltjesgrootte van N110 is bijvoorbeeld kleiner dan 20 nanometer, terwijl die van N330 tussen de 30 en 60 nanometer ligt.
Structuur: De structuur van carbon black heeft direct invloed op de fysieke en mechanische eigenschappen van het materiaal, zoals sterkte en slijtvastheid. Carbon black met een hoge structuur (zoals N220) heeft doorgaans een significant versterkend effect, maar vereist hogere specificaties voor mengapparatuur tijdens de verwerking.
3. Oppervlakte van koolstofzwart
Het specifieke oppervlak van carbon black verwijst naar het totale oppervlak van carbon black per eenheidsmassa, dat gewoonlijk wordt gemeten met de BET-methode en wordt uitgedrukt in m²/g. De grootte van het oppervlak heeft direct invloed op de versterkende prestatie en het kleurende vermogen van carbon black. Over het algemeen geldt: hoe groter het specifieke oppervlak van carbon black, hoe kleiner de deeltjesgrootte, wat resulteert in een beter versterkend effect en sterker kleurend vermogen.
Derde. Belangrijkste soorten koolstofzwart en hun kenmerken
Volgens de hierboven genoemde naamgevingsregels vertonen verschillende soorten carbon black significante verschillen in structuur, deeltjesgrootte, oppervlakte en meer. Hieronder volgt een gedetailleerde analyse van de kenmerken van enkele belangrijke soorten carbon black.
1. N100-serie koolstofzwart
De N100-serie omvat N110, N115, N121, etc. Dit type carbon black heeft een extreem hoog oppervlak en structuur, met een zeer fijne deeltjesgrootte, meestal minder dan 20 nanometer. Deze kenmerken maken de N100-serie bijzonder effectief bij het versterken van rubber, met name in toepassingen die een hoge slijtvastheid en scheurweerstand vereisen.
N110: N110 is de representatieve klasse van deze serie, met de kleinste deeltjesgrootte en de hoogste versterkingsprestaties. Het wordt voornamelijk gebruikt voor loopvlakrubber in hoogwaardige banden, industriële rubberproducten en meer, waardoor de scheurweerstand en slijtvastheid van het materiaal aanzienlijk worden verbeterd. Vanwege de hoge structuur kunnen er echter bepaalde dispersieproblemen optreden tijdens de verwerking en de vereisten voor mengapparatuur zijn relatief hoog.
2. N200-serie koolstofzwart
Tot de N200-serie koolstofzwart behoren N220, N231, N234, enz. Deze kwaliteiten hebben iets grotere deeltjesgroottes dan de N100-serie, maar behouden nog steeds een hoge structuur, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen waarbij een hoge versterking en eenvoudige verwerking vereist zijn.
N220: N220 is een meer gebruikelijke kwaliteit in de N200-serie en biedt een betere algehele prestatiebalans. De structuur en het versterkingseffect zijn superieur aan die van de N300-serie en het wordt doorgaans gebruikt in bandenloopvlakken, industriële rubberproducten, transportbanden en andere toepassingen die een hoge slijtvastheid vereisen. N220 heeft ook relatief goede verwerkingsprestaties en behoudt tegelijkertijd een uitstekende slijtvastheid.
N234: N234 heeft een groter oppervlak dan N220, wat zorgt voor een sterker versterkend effect, maar met relatief slechte verwerkingsprestaties. Het is geschikt voor toepassingen die extreem hoge slijtvastheid vereisen, zoals racebanden.
3. N300-serie koolstofzwart
De N300-serie carbon black omvat N330, N339, N351, enz. en is een van de meest gebruikte carbon black-series. Deze kwaliteiten hebben middelgrote oppervlaktes en structuren, bieden goede verwerkingsprestaties en versterkingseffecten en worden veel gebruikt in algemene banden en verschillende industriële rubberproducten.
N330: N330 is de meest typische algemene carbon black, met een gemiddelde deeltjesgrootte en structuur, waardoor het geschikt is voor de meeste rubberproducten. Het toepassingsgebied is breed, inclusief bandenprofielen, zijwanden, slangen, afdichtingen en meer.
N339: N339 heeft een hogere structuur en oppervlakte, wat resulteert in een sterkere versterkingscapaciteit vergeleken met N330, maar de verwerkingsmoeilijkheid neemt dienovereenkomstig toe. Het is geschikt voor rubberproducten met hogere prestatievereisten, zoals technische banden en zware banden.
4. N500-serie koolstofzwart
De N500-serie carbon black omvat kwaliteiten zoals N550 en N560, die lagere oppervlakten en structuren hebben. Ze bieden goede verwerkingsprestaties en bepaalde versterkingseffecten, waardoor ze geschikt zijn voor producten die een verbeterde sterkte nodig hebben, maar geen hoge slijtvastheid vereisen.
N550: N550 is de representatieve kwaliteit van deze serie, bekend om zijn goede verwerkingsprestaties en elastische herstelvermogen. Het wordt veel gebruikt in rubberproducten zoals bandenzijwanden, slangen en kabelmantels. Het lage oppervlak en de structuur dragen bij aan een laag hystereseverlies en uitstekende verouderingsbestendigheid in toepassingen.
5. N600-serie koolstofzwart
De N600-serie carbon black, inclusief kwaliteiten zoals N660 en N683, wordt gekenmerkt door grote deeltjesgroottes en een lage structuur. Dit type carbon black wordt doorgaans gebruikt in toepassingen die goede verwerkingsprestaties vereisen, zoals binnenbanden en schokdemperrubber.
N660: N660 is een typische kwaliteit in de N600-serie, die goede verwerkingsprestaties en elastisch herstelvermogen biedt. Het is geschikt voor rubberproducten die een laag hystereseverlies vereisen, zoals binnenvoeringen van banden en materialen voor auto-interieurs.
6. N700-serie koolstofzwart
De N700-serie carbon black, inclusief kwaliteiten zoals N772 en N774, heeft de laagste structuur en oppervlakte. Het is geschikt voor toepassingen met lage slijtvastheidseisen, maar goede elasticiteit en vermoeidheidsweerstand.
N772: N772 heeft een laag specifiek oppervlak en structuur, waardoor het voornamelijk wordt gebruikt in toepassingen zoals binnenvoeringen van banden en auto-interieurs die een lage slijtvastheid maar hoge elasticiteit vereisen. Het lage oppervlak en de structuur dragen bij aan een goede vermoeidheidsweerstand.
7. N990 Koolstofzwart
N990 carbon black heeft een grotere deeltjesgrootte, doorgaans tussen de 250-350 nanometer. Dit resulteert in een lager specifiek oppervlak (ongeveer 9-11 m²/g) vergeleken met de meeste ovencarbon blacks. Het leidt tot een lager versterkingseffect. N990 carbon black heeft een zeer lage structuur, wat zorgt voor een sterke vulcapaciteit in rubber, maar een beperkt versterkingseffect. Het is dus geschikter voor toepassingen die een hoge elasticiteit en een laag hystereseverlies vereisen.
Vanwege de unieke structuur biedt N990 carbon black een goede hittebestendigheid en verouderingsbestendigheid in rubber. De lage structuur helpt vervorming van rubberproducten bij hoge temperaturen te voorkomen en biedt een goede ozonbestendigheid.
In tegenstelling tot koolstofzwart met een hoge structuur, heeft koolstofzwart van N990 een extreem lage geleidbaarheid. Het is zeer effectief in toepassingen die isolatie-eigenschappen vereisen. Het is ook een ideale keuze voor bepaalde kabels, afdichtingen en andere rubberproducten die elektrische isolatie vereisen.
8. Pigmentzwart
Pigment Black is een type carbon black dat specifiek wordt gebruikt voor kleuring. Het heeft een extreem hoge kleurkracht en lichtstabiliteit, met een deeltjesgrootte die gewoonlijk kleiner is dan 10 nanometer. Pigment Black wordt veel gebruikt in producten die een diepe zwarte kleuring vereisen, zoals inkt, coatings en kunststoffen.
Functies: De belangrijkste kenmerken van Pigment Black zijn de extreem fijne deeltjesgrootte en hoge zuiverheid. Het zorgt ervoor dat het een zwart kleureffect met hoge intensiteit biedt, samen met een goede lichtstabiliteit en weersbestendigheid. Afhankelijk van verschillende toepassingsvereisten kan Pigment Black ook zijn oppervlakte en structuur aanpassen. In dit geval Het bereikt verschillende kleursterktes en dispersieprestaties.
Sollicitatie: Pigment Black wordt veel gebruikt in drukinkten, kunststofproducten, coatings, bouwmaterialen en andere gebieden. Vanwege de sterke kleurkracht kan een kleine hoeveelheid Pigment Black een effectief kleureffect bereiken. Dit maakt het gebruikelijk in masterbatch- en inktproductie.
Als belangrijk industrieel materiaal bieden de naamgevingsregels en merkkenmerken van carbon black essentiële referenties voor begrip en toepassing. De verschillen in deeltjesgrootte, structuur, oppervlakte en andere eigenschappen tussen verschillende carbon black-merken bepalen hun prestaties. Bijvoorbeeld in rubber, kunststoffen, coatings, geleidende materialen en andere velden. Door carbon black op de juiste manier te selecteren en te gebruiken, kunnen de eigenschappen van materialen worden geoptimaliseerd om te voldoen aan specifieke toepassingsbehoeften. Deze eigenschappen spelen een onmisbare rol in de moderne industriële productie en dienen als een cruciale basis voor het ontwerpen van hoogwaardige materialen.
Als u vragen heeft over straalmolens, neem dan gerust contact met ons op Episch poederhet technische team van.