Технический углерод является важным промышленным материалом, который широко используется в резине, пластике, чернилах, покрытиях и других областях. Правила наименования и характеристики марки технического углерода имеют решающее значение для понимания его производительности и применения. В этой статье будут подробно рассмотрены правила наименования технического углерода, проанализированы характеристики технического углерода разных марок и изучены его эксплуатационные характеристики в различных применениях.
Я. Определение и основные понятия технического углерода
Технический углерод представляет собой черное микропорошкообразное вещество, образующееся в результате неполного сгорания или пиролиз углеводородов в контролируемых условиях. Основным компонентом является углерод, который содержит небольшое количество примесей, таких как кислород, водород и сера. Технический углерод имеет большую площадь поверхности и хорошую проводимость, что делает его важным наполнителем и пигментным материалом.
Основные области применения технического углерода включают армирующие материалы для резины, красители для пластика, проводящие материалы, антистатики и пигменты. Характеристики технического углерода, такие как размер частиц, структура, площадь поверхности, проводимость и поверхностные химические свойства, напрямую влияют на его эффективность в различных областях применения.
II. Правила наименования технического углерода
Наименование технического углерода обычно основано на его производственном процессе, размере частиц, структуре и площади поверхности. Эти правила наименования помогают нам быстро понять основные физические и химические свойства конкретного типа технического углерода.
1. Процесс производства технического углерода
Процессы производства технического углерода в основном делятся на печную сажу, канальную сажу, термический крекинг-технический технический углерод и ацетиленовую сажу. Различные методы производства будут влиять на размер частиц, структуру и площадь поверхности технического углерода.
Печь черная: Это наиболее широко используемый производственный процесс, на который приходится подавляющее большинство мирового производства технического углерода. Печная сажа производится путем сжигания жидких или газообразных углеводородов в высокотемпературной печи. Она характеризуется контролируемым размером частиц и разнообразием типов продуктов. Название печной сажи обычно начинается с «N», за которым следуют три цифры, например, N220, N330 и т. д.
Канал черный: Этот процесс в первую очередь генерирует технический углерод на поверхности горелки через газообразные углеводороды. Канальная сажа имеет очень малый размер частиц и высокие структурные характеристики. Она в основном используется в высококачественных чернилах и покрытиях. Ее название обычно начинается с «C».
Термический крекинг технического углерода: Это производится путем термической реакции разложения алканов в условиях отсутствия кислорода. Технический углерод, полученный этим методом, имеет более крупный размер частиц и более низкую структуру, что делает его пригодным для наполнителей в токопроводящей резине и пластмассах.
Ацетиленовый черный: Он образуется при крекинге ацетиленового газа при высоких температурах. Он имеет чрезвычайно высокую чистоту, проводимость и малый размер частиц, часто используется в высокопроводящих материалах, таких как батареи и электроды.
2. Размер частиц и структура технического углерода
Размер частиц и структура технического углерода являются важными параметрами, определяющими его физические свойства. Размер частиц обычно выражается в нанометрах, тогда как структура относится к степени агрегации частиц технического углерода, обычно характеризуемой значением поглощения ДБФ (дибутилфталата). Чем выше значение, тем сложнее структура.
Размер частиц: Чем меньше размер частиц технического углерода, тем больше удельная площадь поверхности и тем лучше эффект армирования, хотя это также может увеличить сложность обработки. Например, размер частиц N110 составляет менее 20 нанометров, тогда как размер частиц N330 составляет от 30 до 60 нанометров.
Структура: Структура технического углерода напрямую влияет на физико-механические свойства материала, такие как прочность и износостойкость. Высокоструктурный технический углерод (например, N220) обычно обладает значительным армирующим эффектом, но требует более высоких спецификаций для смесительного оборудования при переработке.
3. Площадь поверхности технического углерода
Удельная площадь поверхности технического углерода относится к общей площади поверхности технического углерода на единицу массы, которая обычно измеряется методом БЭТ и выражается в м²/г. Размер площади поверхности напрямую влияет на армирующие свойства и красящую способность технического углерода. В общем, чем больше удельная площадь поверхности технического углерода, тем меньше размер частиц, что приводит к лучшему армирующему эффекту и более сильной красящей способности.
III. Основные марки технического углерода и их характеристики
Согласно правилам наименования, упомянутым выше, различные сорта технического углерода демонстрируют значительные различия в структуре, размере частиц, площади поверхности и т. д. Ниже приводится подробный анализ характеристик некоторых основных сортов технического углерода.
1. Технический углерод серии N100
Серия N100 включает N110, N115, N121 и т. д. Этот тип технического углерода имеет чрезвычайно высокую площадь поверхности и структуру с очень мелким размером частиц, обычно менее 20 нанометров. Эти характеристики делают серию N100 особенно эффективной для армирования резины, особенно в приложениях, где требуется высокая износостойкость и сопротивление разрыву.
№110: N110 является представительным сортом этой серии с наименьшим размером частиц и наивысшими характеристиками армирования. Он в основном используется для резины протектора в высокопроизводительных шинах, промышленных резиновых изделиях и т. д., значительно улучшая сопротивление разрыву и износостойкость материала. Однако из-за его высокой структуры могут возникнуть определенные трудности с дисперсией во время обработки, а требования к смесительному оборудованию относительно высоки.
2. Серия N200, технический углерод
Серия технического углерода N200 включает марки N220, N231, N234 и т. д. Эти марки имеют немного больший размер частиц, чем серия N100, но при этом сохраняют высокую структуру, что делает их пригодными для применений, требующих высокого армирования и простой обработки.
N220: N220 — более распространенный сорт в серии N200, предлагающий лучший общий баланс производительности. Его структура и эффект армирования превосходят таковые в серии N300, и он обычно используется в протекторах шин, промышленных резиновых изделиях, конвейерных лентах и других областях применения, требующих высокой износостойкости. N220 также имеет относительно хорошие эксплуатационные характеристики при сохранении превосходной износостойкости.
№234: N234 имеет большую площадь поверхности, чем N220, обеспечивая более сильный эффект армирования, но с относительно низкими характеристиками обработки. Подходит для применений, требующих чрезвычайно высокой износостойкости, например, гоночных шин.
3. Серия N300, технический углерод
Серия технического углерода N300 включает N330, N339, N351 и т. д. и является одной из наиболее широко используемых серий технического углерода. Эти сорта имеют среднюю площадь поверхности и структуру, предлагают хорошие эксплуатационные характеристики и эффекты армирования, и обычно используются в шинах общего назначения и различных промышленных резиновых изделиях.
N330: N330 — наиболее типичный общий технический углерод, отличающийся умеренным размером частиц и структурой, что делает его пригодным для большинства резиновых изделий. Его область применения широка, включая протекторы шин, боковины, шланги, уплотнения и многое другое.
N339: N339 имеет более высокую структуру и площадь поверхности, что приводит к более сильной армирующей способности по сравнению с N330, но сложность обработки соответственно увеличивается. Подходит для резиновых изделий с более высокими требованиями к эксплуатационным характеристикам, таких как инженерные шины и шины большой грузоподъемности.
4. Серия N500, технический углерод
Серия технического углерода N500 включает такие марки, как N550 и N560, которые имеют меньшую площадь поверхности и структуру. Они обеспечивают хорошую производительность обработки и определенные эффекты армирования, что делает их подходящими для изделий, которым требуется повышенная прочность, но не требуется высокая износостойкость.
N550: N550 является представительным сортом этой серии, известным своей хорошей производительностью обработки и способностью к упругому восстановлению. Он широко используется в резиновых изделиях, таких как боковины шин, шланги и оболочки кабелей. Его малая площадь поверхности и структура способствуют низким потерям на гистерезис и отличной стойкости к старению в приложениях.
5. Серия N600, технический углерод
Серия технического углерода N600, включая такие марки, как N660 и N683, характеризуется крупными размерами частиц и низкой структурой. Этот тип технического углерода обычно используется в приложениях, требующих хорошей производительности обработки, таких как внутренние камеры и резина амортизаторов.
N660: N660 — типичный сорт в серии N600, предлагающий хорошие эксплуатационные характеристики и способность к упругому восстановлению. Подходит для резиновых изделий, требующих низких потерь на гистерезис, таких как внутренние оболочки шин и материалы для салона автомобиля.
6. Серия N700, технический углерод
Серия технического углерода N700, включая такие марки, как N772 и N774, имеет самую низкую структуру и площадь поверхности. Подходит для применений с низкими требованиями к износостойкости, но хорошей эластичностью и усталостной прочностью.
N772: N772 имеет низкую удельную площадь поверхности и структуру, что делает его в основном используемым в таких областях, как внутренние оболочки шин и салоны автомобилей, где требуется низкая износостойкость, но высокая эластичность. Его низкая площадь поверхности и структура способствуют хорошей усталостной прочности.
7. N990 Углеродно-черный
Технический углерод N990 имеет более крупный размер частиц, обычно от 250 до 350 нанометров. Это приводит к меньшей удельной площади поверхности (около 9-11 м²/г) по сравнению с большинством печных саж. Это приводит к меньшему эффекту армирования. Технический углерод N990 имеет очень низкую структуру, обеспечивая сильную заполняющую способность в резине, но ограниченный эффект армирования. Поэтому он больше подходит для применений, требующих высокой эластичности и низких потерь на гистерезис.
Благодаря своей уникальной структуре технический углерод N990 обеспечивает хорошую термостойкость и стойкость к старению в резине. Его низкая структура помогает предотвратить деформацию резиновых изделий при высоких температурах и обеспечивает хорошую озоностойкость.
В отличие от высокоструктурных саж, сажевый углерод N990 имеет чрезвычайно низкую проводимость. Он очень эффективен в приложениях, требующих изоляционных свойств. Он также является идеальным выбором для определенных кабелей, уплотнений и других резиновых изделий, требующих электроизоляции.
8. Пигмент черный
Pigment Black — это тип технического углерода, специально используемый для окраски. Он обладает чрезвычайно высокой тонирующей способностью и светостойкостью, а размер частиц обычно составляет менее 10 нанометров. Pigment Black широко используется в продуктах, требующих глубокого черного цвета, таких как чернила, покрытия и пластики.
Функции: Основные характеристики Pigment Black включают в себя чрезвычайно мелкий размер частиц и высокую чистоту. Это позволяет ему обеспечивать высокоинтенсивный черный цвет, а также хорошую светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. В зависимости от различных требований к применению Pigment Black также может регулировать свою площадь поверхности и структуру. В этом случай обеспечивает различную интенсивность окраски и дисперсионную эффективность.
Приложение: Пигмент черный широко используется в печатных красках, пластиковых изделиях, покрытиях, строительных материалах и других областях. Благодаря своей сильной красящей способности небольшое количество пигмента черного может достичь эффективного красящего эффекта. Это делает его распространенным в производстве мастербатчей и чернил.
Как важный промышленный материал, правила наименования и характеристики бренда технического углерода предоставляют важные ссылки для понимания и применения. Различия в размере частиц, структуре, площади поверхности и других свойствах различных марок технического углерода определяют их эксплуатационные характеристики. Например, в резине, пластике, покрытиях, проводящих материалах и других областях. Правильно выбирая и используя технический углерод, можно оптимизировать свойства материалов для удовлетворения конкретных потребностей применения. Эти свойства играют незаменимую роль в современном промышленном производстве и служат важнейшей основой для проектирования высокопроизводительных материалов.
Если у вас есть вопросы о струйных мельницах, пожалуйста, свяжитесь с нами. Эпический порошоктехническая команда.