К основным показателям качества технического углерода относится удельная геометрическая поверхность частиц, изменяющаяся от 12 -16 (газовое сырье) до 100-250 м2/г, при этом насыпная плотность обычно в пределах 100-350 (иногда до 500) кг/м3 при истинной плотности 1800-2000 кг/м3. С уменьшением размера частиц увеличивается ее удельная геометрическая поверхность и повышается прочность, например, резины при добавлении высокодисперсного технического углерода, его свойства модифицируют также введением в сырье разных присадок. При производстве резины на 1 т каучука расходуется в среднем 0,5 т технического углерода.
Технический углерод
Технический углерод (Carbon Black) используется как наполнитель для повышения прочности каучуков при производстве шин и резинотехнических изделий (более 80 % производимого количества), в качестве пигмента в лакокрасочной и полиграфической промышленности, в производстве взрывчатых веществ и др. Сначала технический углерод (прежнее название - сажа) использовался только как красящее вещество. Интенсивное производство технического углерода началось с 1930-х годов, когда были построены первые заводы синтетического каучука, который невозможно переработать в качественную резину без высокодисперсного тщательно очищенного технического углерода. В 2006 г. в мире было произведено более 11 млн т технического углерода. Мощность заводов технического углерода обычно 30-70 тыс. т/год по целевому продукту. Производится более 20 марок технического углерода, который представляет собой высокодисперсный продукт черного цвета, образующийся в результате неполного сгорания или высокотемпературного (1200-2000 °С) разложения углеводородов. Поэтому сырьем, в принципе могут быть самые разнообразные газы (от природных, попутных нефтяных и заводских до сжиженных), жидкие нефтяные фракции от легких (бензиновые) до самых тяжелых (газойли - дистилляты термического и каталитического крекинга, коксования, экстракты процессов очистки масел, зеленое масло пиролиза, антраценовое масло и пековый дистиллят коксохимии и др.); молекулярная масса жидкого сырья 150-400, пределы выкипания 200-500 °С, плотностью до 970-1030 кг/м3. Для получения высококачественного технического углерода сырье должно содержать до 80-85 % ароматических углеводородов с большим числом циклических колец. Выход продукта составляет от 40 до 70 % в зависимости от вида сырья (газового, масляного, их смеси) и способа производства (печной, канальный, термический при температуре около 1600 °С без доступа воздуха, диффузионное пламя, турбулентное пламя - крупнофакельное и др.). Технический углерод содержит 90-99 % углерода, 0,3-0,5 % водорода и 0,1- 7,0 % кислорода, до 1,5 % серы и до 0,5 % золы. Размер получаемых сферических микрочастиц 0,025-0,350 мкм, некоторые частицы формируют плотные агрегаты или рыхлые агломераты размером от 1-9 до 600 мкм. Содержание кристаллической фазы в техническом углероде 50-70 %. При наиболее распространенном печном способе (более 90 %) процесс образования продукта длится 0,01-0,07 с. Нежелательным является присутствие в готовой продукции даже небольшого количества мелких частиц кокса, например не более 0,1 % частиц размером выше 4 мкм.
К основным показателям качества технического углерода относится удельная геометрическая поверхность частиц, изменяющаяся от 12 -16 (газовое сырье) до 100-250 м2/г, при этом насыпная плотность обычно в пределах 100-350 (иногда до 500) кг/м3 при истинной плотности 1800-2000 кг/м3. С уменьшением размера частиц увеличивается ее удельная геометрическая поверхность и повышается прочность, например, резины при добавлении высокодисперсного технического углерода, его свойства модифицируют также введением в сырье разных присадок. При производстве резины на 1 т каучука расходуется в среднем 0,5 т технического углерода.
К основным показателям качества технического углерода относится удельная геометрическая поверхность частиц, изменяющаяся от 12 -16 (газовое сырье) до 100-250 м2/г, при этом насыпная плотность обычно в пределах 100-350 (иногда до 500) кг/м3 при истинной плотности 1800-2000 кг/м3. С уменьшением размера частиц увеличивается ее удельная геометрическая поверхность и повышается прочность, например, резины при добавлении высокодисперсного технического углерода, его свойства модифицируют также введением в сырье разных присадок. При производстве резины на 1 т каучука расходуется в среднем 0,5 т технического углерода.