Carbon đen là một vật liệu công nghiệp quan trọng được sử dụng rộng rãi trong cao su, nhựa, mực in, lớp phủ và các lĩnh vực khác. Các quy tắc đặt tên và đặc điểm của thương hiệu carbon đen rất quan trọng để hiểu hiệu suất và ứng dụng của nó. Bài viết này sẽ thảo luận chi tiết về các quy tắc đặt tên của carbon đen, phân tích các đặc điểm của carbon đen từ các thương hiệu khác nhau và khám phá hiệu suất của nó trong các ứng dụng khác nhau.
TÔI. Định nghĩa và khái niệm cơ bản về cacbon đen
Carbon đen là một chất bột màu đen được tạo ra bởi quá trình đốt cháy không hoàn toàn hoặc nhiệt phân của hydrocarbon trong điều kiện được kiểm soát. Thành phần chính là carbon, chứa một lượng nhỏ tạp chất như oxy, hydro và lưu huỳnh. Carbon đen có diện tích bề mặt cao và độ dẫn điện tốt, làm cho nó trở thành một chất độn và vật liệu tạo màu quan trọng.
Các lĩnh vực ứng dụng chính của cacbon đen bao gồm vật liệu gia cố cao su, chất tạo màu nhựa, vật liệu dẫn điện, chất chống tĩnh điện và chất tạo màu. Các đặc tính của cacbon đen, chẳng hạn như kích thước hạt, cấu trúc, diện tích bề mặt, độ dẫn điện và tính chất hóa học bề mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của nó trong các ứng dụng khác nhau.
II. Quy tắc đặt tên của cacbon đen
Việc đặt tên cho carbon đen thường dựa trên quy trình sản xuất, kích thước hạt, cấu trúc và diện tích bề mặt. Những quy tắc đặt tên này giúp chúng ta nhanh chóng hiểu được các tính chất vật lý và hóa học chính của một loại carbon đen cụ thể.
1. Quy trình sản xuất than đen
Quy trình sản xuất than đen chủ yếu được chia thành than đen lò, than đen kênh, than đen nứt nhiệt và than đen axetilen. Các phương pháp sản xuất khác nhau sẽ ảnh hưởng đến kích thước hạt, cấu trúc và diện tích bề mặt của than đen.
Lò đen: Đây là quy trình sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất và chiếm phần lớn sản lượng than đen toàn cầu. Than đen lò được tạo ra bằng cách đốt cháy hydrocarbon dạng lỏng hoặc khí trong lò nhiệt độ cao. Nó được đặc trưng bởi kích thước hạt có thể kiểm soát được và nhiều loại sản phẩm. Tên của than đen lò thường bắt đầu bằng "N", theo sau là ba chữ số, chẳng hạn như N220, N330, v.v.
Kênh đen: Quá trình này chủ yếu tạo ra muội than trên bề mặt đầu đốt thông qua hydrocarbon dạng khí. Mồi kênh có kích thước hạt rất nhỏ và đặc điểm cấu trúc cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong mực và lớp phủ cao cấp. Tên của nó thường bắt đầu bằng chữ “C.”
Carbon đen nứt do nhiệt: Sản phẩm này được tạo ra bằng phản ứng phân hủy nhiệt của ankan trong điều kiện không có oxy. Carbon đen được tạo ra bằng phương pháp này có kích thước hạt lớn hơn và cấu trúc thấp hơn, phù hợp để làm chất độn trong cao su và nhựa dẫn điện.
Axetilen đen: Chất này được tạo ra do quá trình cracking khí axetilen ở nhiệt độ cao. Nó có độ tinh khiết, độ dẫn điện và kích thước hạt cực kỳ cao, thường được sử dụng trong các vật liệu dẫn điện cao như pin và điện cực.
2. Kích thước hạt và cấu trúc của than đen
Kích thước hạt và cấu trúc của than đen là những thông số quan trọng quyết định tính chất vật lý của nó. Kích thước hạt thường được biểu thị bằng nanomet, trong khi cấu trúc đề cập đến mức độ kết tụ của các hạt than đen, thường được đặc trưng bởi giá trị hấp thụ DBP (Dibutyl Phthalate). Giá trị càng cao, cấu trúc càng phức tạp.
Kích thước hạt: Kích thước hạt của muội than càng nhỏ thì diện tích bề mặt riêng càng lớn và hiệu quả gia cố càng tốt, mặc dù nó cũng có thể làm tăng độ khó xử lý. Ví dụ, kích thước hạt của N110 nhỏ hơn 20 nanomet, trong khi kích thước hạt của N330 là từ 30-60 nanomet.
Kết cấu: Cấu trúc của muội than ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất vật lý và cơ học của vật liệu, chẳng hạn như độ bền và khả năng chống mài mòn. Muội than có cấu trúc cao (như N220) thường có tác dụng gia cố đáng kể nhưng đòi hỏi thông số kỹ thuật cao hơn đối với thiết bị trộn trong quá trình chế biến.
3. Diện tích bề mặt của than đen
Diện tích bề mặt riêng của muội than là tổng diện tích bề mặt của muội than trên một đơn vị khối lượng, thường được đo bằng phương pháp BET và được biểu thị bằng m²/g. Kích thước của diện tích bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất gia cường và khả năng tạo màu của muội than. Nói chung, diện tích bề mặt riêng của muội than càng lớn thì kích thước hạt càng nhỏ, dẫn đến hiệu ứng gia cường tốt hơn và khả năng tạo màu mạnh hơn.
III. Các loại than đen chính và đặc điểm của chúng
Theo các quy tắc đặt tên được đề cập ở trên, các loại than đen khác nhau có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc, kích thước hạt, diện tích bề mặt, v.v. Sau đây là phân tích chi tiết về đặc điểm của một số loại than đen chính.
1. Carbon đen dòng N100
Dòng N100 bao gồm N110, N115, N121, v.v. Loại cacbon đen này có diện tích bề mặt và cấu trúc cực kỳ cao, với kích thước hạt rất mịn, thường nhỏ hơn 20 nanomet. Những đặc điểm này làm cho dòng N100 đặc biệt hiệu quả trong việc gia cố cao su, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn và chống rách cao.
N110: N110 là loại tiêu biểu của dòng sản phẩm này, có kích thước hạt nhỏ nhất và hiệu suất gia cố cao nhất. Nó chủ yếu được sử dụng cho cao su gai trong lốp xe hiệu suất cao, các sản phẩm cao su công nghiệp, v.v., cải thiện đáng kể khả năng chống rách và chống mài mòn của vật liệu. Tuy nhiên, do cấu trúc cao, có thể có một số khó khăn về phân tán trong quá trình xử lý và yêu cầu đối với thiết bị trộn tương đối cao.
2. Dòng N200 Carbon Black
Dòng carbon đen N200 bao gồm N220, N231, N234, v.v. Các loại này có kích thước hạt lớn hơn một chút so với dòng N100 nhưng vẫn duy trì cấu trúc cao, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng gia cố cao và dễ xử lý.
N220: N220 là loại phổ biến hơn trong dòng N200, mang lại sự cân bằng hiệu suất tổng thể tốt hơn. Cấu trúc và hiệu ứng gia cố của nó vượt trội hơn so với dòng N300 và thường được sử dụng trong gai lốp, sản phẩm cao su công nghiệp, băng tải và các ứng dụng khác đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao. N220 cũng có hiệu suất gia công tương đối tốt trong khi vẫn duy trì khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
N234: N234 có diện tích bề mặt lớn hơn N220, mang lại hiệu ứng gia cố mạnh hơn, nhưng hiệu suất xử lý tương đối kém. Thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn cực cao, chẳng hạn như lốp xe đua.
3. Dòng N300 Carbon Black
Carbon đen dòng N300 bao gồm N330, N339, N351, v.v., là một trong những loại carbon đen được sử dụng rộng rãi nhất. Các loại này có diện tích bề mặt và cấu trúc trung bình, mang lại hiệu suất xử lý và hiệu ứng gia cố tốt, thường được sử dụng trong lốp xe nói chung và các sản phẩm cao su công nghiệp khác nhau.
N330: N330 là loại than đen thông dụng nhất, có kích thước và cấu trúc hạt vừa phải, phù hợp với hầu hết các sản phẩm cao su. Phạm vi ứng dụng của nó rất rộng, bao gồm gai lốp, thành bên, ống, phớt, v.v.
N339: N339 có cấu trúc và diện tích bề mặt lớn hơn, dẫn đến khả năng gia cố mạnh hơn so với N330, nhưng độ khó gia công cũng tăng theo. Thích hợp cho các sản phẩm cao su có yêu cầu hiệu suất cao hơn, chẳng hạn như lốp xe kỹ thuật và lốp xe hạng nặng.
4. Dòng N500 Carbon Black
Carbon đen dòng N500 bao gồm các loại như N550 và N560, có diện tích bề mặt và cấu trúc thấp hơn. Chúng cung cấp hiệu suất xử lý tốt và hiệu ứng gia cố nhất định, khiến chúng phù hợp với các sản phẩm cần tăng cường độ bền nhưng không yêu cầu khả năng chống mài mòn cao.
N550: N550 là loại tiêu biểu của dòng sản phẩm này, được biết đến với hiệu suất xử lý tốt và khả năng phục hồi đàn hồi. Nó được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm cao su như thành lốp, ống mềm và vỏ cáp. Diện tích bề mặt và cấu trúc thấp của nó góp phần làm giảm độ trễ thấp và khả năng chống lão hóa tuyệt vời trong các ứng dụng.
5. Dòng N600 Carbon Black
Carbon đen dòng N600, bao gồm các loại như N660 và N683, có đặc điểm là kích thước hạt lớn và cấu trúc thấp. Loại carbon đen này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất xử lý tốt, chẳng hạn như săm và cao su giảm xóc.
N660: N660 là loại tiêu biểu trong dòng N600, có hiệu suất xử lý tốt và khả năng phục hồi đàn hồi. Thích hợp cho các sản phẩm cao su yêu cầu độ mất từ trễ thấp, chẳng hạn như lớp lót bên trong lốp xe và vật liệu nội thất ô tô.
6. Dòng N700 Carbon Black
Carbon đen dòng N700, bao gồm các loại như N772 và N774, có cấu trúc và diện tích bề mặt thấp nhất. Thích hợp cho các ứng dụng có yêu cầu chống mài mòn thấp nhưng độ đàn hồi và chống mỏi tốt.
N772: N772 có diện tích bề mặt riêng và cấu trúc thấp, do đó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng như lớp lót bên trong lốp xe và nội thất ô tô đòi hỏi khả năng chống mài mòn thấp nhưng độ đàn hồi cao. Diện tích bề mặt và cấu trúc thấp của nó góp phần tạo nên khả năng chống mỏi tốt.
7. N990 Carbon Đen
Carbon đen N990 có kích thước hạt lớn hơn, thường nằm trong khoảng 250-350 nanomet. Điều này dẫn đến diện tích bề mặt riêng thấp hơn (khoảng 9-11 m²/g) so với hầu hết các loại carbon đen lò nung. Điều này dẫn đến hiệu ứng gia cố thấp hơn. Carbon đen N990 có cấu trúc rất thấp, cung cấp khả năng làm đầy mạnh mẽ trong cao su nhưng hiệu ứng gia cố hạn chế. Vì vậy, nó phù hợp hơn cho các ứng dụng đòi hỏi độ đàn hồi cao và tổn thất trễ thấp.
Do cấu trúc độc đáo của nó, carbon đen N990 có khả năng chịu nhiệt và chống lão hóa tốt trong cao su. Cấu trúc thấp của nó giúp ngăn ngừa biến dạng của các sản phẩm cao su ở nhiệt độ cao và có khả năng chống ozone tốt.
Không giống như than đen có cấu trúc cao, than đen N990 có độ dẫn điện cực thấp. Nó rất hiệu quả trong các ứng dụng đòi hỏi tính chất cách điện. Nó cũng là lựa chọn lý tưởng cho một số loại cáp, phớt và các sản phẩm cao su khác cần cách điện.
8. Sắc tố đen
Pigment Black là một loại carbon đen chuyên dùng để tạo màu. Nó có khả năng tạo màu cực cao và độ ổn định ánh sáng, với kích thước hạt thường dưới 10 nanomet. Pigment Black được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm cần tạo màu đen đậm, chẳng hạn như mực, lớp phủ và nhựa.
Đặc trưng: Các đặc điểm chính của Pigment Black bao gồm kích thước hạt cực mịn và độ tinh khiết cao. Nó cho phép tạo ra hiệu ứng tạo màu đen cường độ cao, cùng với độ ổn định ánh sáng và khả năng chống chịu thời tiết tốt. Tùy thuộc vào các yêu cầu ứng dụng khác nhau, Pigment Black cũng có thể điều chỉnh diện tích bề mặt và cấu trúc của nó. Trong trường hợp Nó đạt được cường độ pha màu và hiệu suất phân tán khác nhau.
Ứng dụng: Pigment Black được sử dụng rộng rãi trong mực in, sản phẩm nhựa, lớp phủ, vật liệu xây dựng và các lĩnh vực khác. Do khả năng pha màu mạnh, một lượng nhỏ Pigment Black có thể đạt được hiệu ứng tạo màu hiệu quả. Điều này làm cho nó phổ biến trong sản xuất masterbatch và mực.
Là một vật liệu công nghiệp quan trọng, các quy tắc đặt tên và đặc điểm thương hiệu của carbon đen cung cấp các tài liệu tham khảo thiết yếu để hiểu và ứng dụng. Sự khác biệt về kích thước hạt, cấu trúc, diện tích bề mặt và các đặc tính khác giữa các thương hiệu carbon đen khác nhau quyết định hiệu suất của chúng. Ví dụ, trong cao su, nhựa, lớp phủ, vật liệu dẫn điện và các lĩnh vực khác. Bằng cách lựa chọn và sử dụng carbon đen đúng cách, các đặc tính của vật liệu có thể được tối ưu hóa để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng cụ thể. Các đặc tính này đóng vai trò không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp hiện đại và là cơ sở quan trọng để thiết kế các vật liệu hiệu suất cao.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về máy nghiền phản lực, vui lòng liên hệ với chúng tôi Bột sử thiĐội ngũ kỹ thuật của.