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炭黑 (carbon black)是什么?炭黑有多少种类?

优盟炭黑 2020-06-28 22:35 发文

炭黑 (carbon black)是什么?炭黑有多少种类?由烃类(碳氢化合物)的热分解或不充分燃烧而制得的具有高度分散性的黑色粉末状物质。

炭黑的用途炭黑是现代国民经济中不可缺少的重要材料。除用做电工机械用炭素制品的原材料及辅助材料外,还用于橡胶工业,以及用于生产油墨、涂料等国民经济的许多部门。

用于炭素工业炭黑颗粒细小、含碳量90%~99%,粉末电阻率大、热稳定性高,可与其他炭素材料配合,制成机械强度高、电阻率大、硬度较高的电炭制品。如用于制造电刷、自动调压器的炭电阻片柱、弧光炭棒、高纯石墨、炭滑片、机械用特殊炭、炭一陶瓷复合材料、核反应堆用材料以及保温材料等。电炭工业使用的炭黑有半补强炭黑、高耐磨炭黑、槽法炭黑及油炉法炭黑等品种,由于炭黑粒径小、比表面积大,因而能吸收很多黏合剂,一般把炭黑与煤沥青混合,经过成型、焙烧、破碎,做成第一阶段材料来稳定制品的工艺性能。炭黑在电炭制品中使用情况见表l。

用于橡胶工业橡胶工业用炭黑数量最大,约占整个炭黑产量的90%以上,主要用于各种类型的轮胎,如汽车轮胎、拖拉机轮胎、飞机轮胎、自行车轮胎等。还用于胶鞋、胶靴等橡胶制品中。

用于油墨制造炭黑是黑色印刷油墨的主要原料,使用炭黑制成的印刷油墨,字迹清晰,色泽鲜明。

用于油漆工业炭黑具有对化学物质,光及热的稳定性,这是其他黑色无机颜料和有机黑色染料不可比拟的。炭黑调配于油漆中,具有黑度高、着色力强等特点。炭黑还用于合成树脂漆中作为轿车的面漆,也可用于自行车、缝纫机及仪表的装饰漆。

用于塑料工业塑料中使用炭黑主要做着色剂。加有炭黑的塑料受热时变形小,制品的尺寸变炭化小,同时还可以提高刚性、硬度及耐腐蚀性。

其他炭黑除上述主要用途外,还用于生产干电池、电器及电子元件、硬质合金、印染、静电摄影、感光胶片、火药、皮革、润滑脂等各部门,见表1。

电化石墨质电刷炭黑系列焦炭系列石墨系列炭质电刷炭黑石墨系列炭质系列石墨系列树脂石墨系列电气用特殊炭制品机械用特殊炭人造石墨质炭棒炭一陶复合材料其他以炭黑为主,焦炭、石墨粉为辅,加煤沥青、煤焦油以焦炭为主,炭黑、石墨粉为辅,加煤沥青以鳞片石墨为主,炭黑、焦炭为辅,加煤沥青以炭墨、鳞片石墨为主焦炭为辅,加煤沥青以焦炭为主,炭黑、石墨粉为辅,加煤沥青以鳞片石墨为主,炭黑、焦炭为辅,加煤沥青炭黑、鳞片石墨等,加树脂炭黑、焦炭、石墨粉等加煤沥青炭黑、焦炭、石墨粉等加煤沥青炭黑、焦炭、石墨粉等加煤沥青、煤焦油炭黑、陶瓷材料炭黑2500~2800℃2500~2800℃2500~2800℃1000℃左右1000℃左右1000℃左右树脂炭化温度按工艺要求

按工艺要求

提高机械强度、硬度、增加电阻率,改善使用性能,提高使用寿命。

减少粉尘提高炭石墨机械密封、轴承耐磨性及致密性提高电弧稳定性及使用寿命便于复合在石墨化炉中做填料防止制品氧化及保温作用

炭黑的性质炭黑的粒子极细,在电子显微镜下观察为球形颗粒,具有相当平滑的表面(见彩图插页第23页)。x射线衍射研究证明,炭黑粒子属于乱层结构,它的表面由3~5层平行的碳原子六角网格组成。虽然平行,却仍是无秩序的排列,越深入到颗粒中央、晶格的排列就越无秩序,在晶格间有许多极小的孔隙。不同种类炭黑的粒径、氧含量、挥发分和比表面各不相同,槽法炭黑的粒径最/]、(9-30啪),热解炭黑粒径最大(120--150I]ITI)。炭黑的主要特胜有以下4点:(1)具有很高的纯度(含灰量小于0.3%);(2)粒度极细(小于l脚),比表面积大,因此吸附I生大;(3)碳原子排列不规则,具有各向同性,电阻系数大,导热率比较低;(4)虽然在高温下加热,石墨化程度也很差。各种炭黑的工艺性能指标数据列于表2。

炭黑用于电炭制品,能增加制品的体积密度和硬度,减少各向异性,用炭黑生产的硬质电化石墨电刷在高转数或转数经常改变、负荷很不均衡的直流电机或交流整流子式电机上,能改变电机整流状态,减小火花和454磨损;用炭黑生产弧光炭棒,燃烧速度慢,光亮度均匀;用炭黑生产机械用炭制品,具有高的机械强度和耐磨性能。


分类和制造依据所用原材料和制造方法的不同,炭黑可分为瓦斯炭黑、混合炭黑、滚筒炭黑、高耐磨炭黑、半补强炭黑、喷雾炭黑、灯烟炭黑、热解炭黑等。制造方法简述如下:

瓦斯炭黑 以天然气为原料,在一定的气压压力下,与不足量的空气接触燃烧,生成的炭黑。

混合炭黑 用煤焦油蒸馏的产物(蒽油、萘油、防腐油等)的蒸气和煤气或天然气混合,进行不完全燃烧,生成的炭黑。

滚筒炭黑 以液态碳氢化合物与煤气充分混合气化,经小孔喷出发生不完全燃烧,所生成炭黑附于内壁用水冷却的滚筒表面而制得。

高耐磨炭黑 用液体碳化氢化合物为原料,在一定的压力下,将原料喷入炉内,吸收高温旋流的热能,气化、裂解后生成的炭黑。

半补强炭黑 用天然气或天然气中加入油类为原料,混以一定量的空气,喷入炉内发生不完全燃烧而生成的炭黑。

喷雾炭黑 生产方式与高耐磨炭黑近似,但油与空气比例、空气供给方式,燃烧温度和冷却过程稍异。

灯烟炭黑 用液体碳氢化合物为原料,经油管注入燃烧盘内,通入适量空气,使用大火焰燃烧而生成的炭黑。



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