तकनीकी कार्बन (GOST 7885-86) - देखेंऔद्योगिक कार्बन उत्पादों, मुख्य रूप से एक भराव के रूप में रबड़ के उत्पादन में उपयोग किया जाता है, जो इसके उपयोगी प्रदर्शन गुणों को बढ़ाता है। कोक और पिच के विपरीत, इसमें लगभग एक कार्बन होता है, जो दिखने में सूख के समान होता है।
उत्पादित कार्बन ब्लैक का लगभग 70% उपयोग किया जाता हैटायर के निर्माण के लिए, 20% - रबर उत्पादों के उत्पादन के लिए। इसके अलावा, तकनीकी कार्बन रंग और वार्निश उद्योग और छपाई स्याही का उत्पादन में आवेदन करता है, जहां यह काले रंग के वर्णक के रूप में कार्य करता है।
आवेदन का एक अन्य क्षेत्र उत्पादन हैप्लास्टिक और केबल शीथ यहां, उत्पाद को एक भराव के रूप में जोड़ा गया है और उत्पादों को विशेष गुण प्रदान करना है। छोटी मात्रा में, अन्य उद्योगों में कार्बन ब्लैक का भी उपयोग किया जाता है।
तकनीकी कार्बन प्रक्रिया का उत्पाद है,नवीनतम इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियों और नियंत्रण के तरीकों सहित इसकी शुद्धता और भौतिक और रासायनिक गुणों की एक सख्ती से परिभाषित सेट के कारण, यह कोयला और ईंधन तेल, या आंतरिक दहन इंजन अनियमित से दूषित प्रतिफल के रूप में गठन कालिख से कोई संबंध नहीं है। कालिख - नामित कार्बन ब्लैक (अंग्रेजी से अनुवाद में काले कार्बन) कार्बन ब्लैक, अंग्रेजी में कार्बन ब्लैक के आम तौर पर स्वीकार अंतरराष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार। यही कारण है, इन अवधारणाओं को कोई रास्ता नहीं उलझन में हैं।
घिसने भरने के कारण लाभ का प्रभावरबर ग्रे के vulcanization की घटना की खोज की तुलना में कार्बन ब्लैक रबर उद्योग के विकास के लिए कम महत्वपूर्ण नहीं है। रबड़ के यौगिकों में, रबर के बाद दूसरे स्थान पर वजन द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री की एक बड़ी संख्या से कार्बन। रबर उत्पादों के गुणों पर कार्बन ब्लैक के गुणात्मक संकेतकों का प्रभाव मुख्य घटक की गुणवत्ता से काफी अधिक है - रबर।
सामग्री के भौतिक गुणों में सुधार के कारणभराव की शुरूआत को सुदृढीकरण (सुदृढीकरण) कहा जाता है, और ऐसे फ़िलर्स को एम्पलीफायर (कार्बन ब्लैक, उपजी सिलिका कहा जाता है) कहा जाता है। सभी एम्पलीफायरों में, कार्बन में एक अद्वितीय तकनीकी विशेषता है वाल्केनाइजेशन से पहले, यह रबड़ से बांधता है, और यह मिश्रण सॉल्वैंट्स का उपयोग करके कार्बन ब्लैक और रबड़ में पूरी तरह से अलग नहीं हो सकता।
सबसे महत्वपूर्ण इलास्टोमर के आधार पर प्राप्त रबड़ की शक्ति:
elastomer | तन्य शक्ति, एमपीए | |
अशुल्फ़ वल्कनीजेट | कार्बन ब्लैक सामग्री के साथ वल्कनियाटेट करें | |
बुटैडिनी रबर | 3,5 | 24,6 |
बुटैडिनी नाइट्रीले रबर | 4,9 | 28,1 |
ईथीलीन-प्रोपीलीन रबर | 3,5 | 21,1 |
Polyacrylate रबड़ | 2,1 | 17,6 |
Polybutadiene रबड़ | 5,6 | 21,1 |
तालिका में वल्कीनजेट्स के गुणों को दर्शाया गया है,रबर रिक्त के विभिन्न प्रकार से प्राप्त और कार्बन ब्लैक के साथ भर दिया। इन आंकड़ों से यह देखा जा सकता है कि कैसे कार्बन की मात्रा बहुत रबर घटक तन्य शक्ति पर प्रभावित करता है। वैसे, अन्य कण रबर मिश्रण में प्रयोग किया जाता पाउडर इच्छित रंग या एक मिश्रण cheapening प्रदान करने के लिए - चाक, kaolin, पाउडर, लोहे के आक्साइड और अन्य लोगों के मजबूत गुण नहीं है।
शुद्ध प्राकृतिक कार्बन हीरे और ग्रेफाइट हैं। उनके पास एक क्रिस्टलीय संरचना होती है जो एक दूसरे से काफी अलग होती है। एक्स-रे विवर्तन विधि प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम कार्बन ब्लैक सामग्री की संरचना में समानता स्थापित करती है। कार्बन परमाणुओं में ग्रेफाइट रूप में 0.142 एनएम की इंटरटॉमिक दूरी के साथ, गाढ़ा खुशबूदार अंगूठी के आकार की प्रणालियों की बड़ी परतें। गाढ़ा खुशबूदार प्रणालियों के इन ग्रेफाइट परतों को आमतौर पर बेसल विमानों के रूप में जाना जाता है। विमानों के बीच की दूरी कड़ाई से निर्धारित है और 0.335 एनएम है। सभी परत एक-दूसरे के समानांतर हैं ग्रेफाइट की घनत्व 2.26 ग्राम / सेमी है3.
ग्रेफाइट के विपरीत, जिसमें तीन आयामी हैतकनीकी कार्बन को केवल दो-आयामी आदेशों के द्वारा वर्णित किया गया है। इसमें अच्छी तरह से विकसित ग्रेफाइट विमान शामिल हैं, जो लगभग एक दूसरे के समानांतर हैं, लेकिन आसन्न परतों के संबंध में विस्थापित - अर्थात विमानों को सामान्य रूप से सामान्य के संबंध में उन्मुख किया गया है।
Figuratively, ग्रेफाइट संरचना बड़े करीने से तुलना की हैपत्ते की तह डेक, और कार्बन ब्लैक की पत्तियों के एक डेक के साथ संरचना जिसमें कार्ड स्थानांतरित कर रहे हैं इसमें, इंटरप्लानर रिक्तियां ग्रेफाइट की तुलना में बड़ी है और 0.350-0.365 एनएम है। इसलिए, कार्बन ब्लैक का घनत्व ग्रेफाइट की तुलना में कम है और 1.76-1.9 जी / सीएम 2 की सीमा के भीतर है3, ब्रांड के आधार पर (अक्सर 1.8 ग्राम / सेमी3)।
तकनीकी कार्बन के वर्णक (धुंधला) ग्रेड मुद्रण स्याही, कोटिंग्स, प्लास्टिक, फाइबर, कागज और निर्माण सामग्री के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इन्हें वर्गीकृत किया जाता है:
तीसरा पत्र प्राप्त करने की विधि को दर्शाता है - भट्टी (एफ) या चैनल (सी)। पदनाम का उदाहरण: एचसीएफ एक उच्च-रंग वाली भट्ठी वाली लकड़ी का कोयला है (हिचक रंग फर्नेस)।
उत्पाद का रंग उसके कणों के आकार से संबंधित है। उनके आकार के आधार पर, तकनीकी कार्बन को समूहों में बांटा गया है:
औसत कण आकार, एनएम | भट्ठी का काली कार्बन का ब्रांड |
10-15 | एचसीएफ |
16-24 | एमसीएफ |
25-35 | आरसीएफ |
> 36 | LCF |
मजबूत प्रभाव की डिग्री के संदर्भ में रबड़ के लिए तकनीकी कार्बन में विभाजित किया गया है:
कार्बन ब्लैक का पूरा वर्गीकरण मानक में दिया जाता हैएएसटीएम डी 1765-03, उत्पाद के सभी उत्पादकों और उसके उपभोक्ताओं द्वारा अपनाया गया। इसमें, वर्गीकरण, विशेष रूप से कणों के विशिष्ट सतह क्षेत्र की सीमा पर आयोजित किया जाता है:
ग्रुप नंबर | नाइट्रोजन के सोखना के लिए औसत विशिष्ट सतह क्षेत्र, मी2/ जी |
0 | > 150 |
1 | 121-150 |
2 | 100-120 |
3 | 70-99 |
4 | 50-69 |
5 | 40-49 |
6 | 33-39 |
7 | 21-32 |
8 | 11-20 |
9 | 0-10 |
औद्योगिक कार्बन ब्लैक के उत्पादन के लिए तीन प्रौद्योगिकियां हैं, जो हाइड्रोकार्बन के अधूरे दहन के चक्र का उपयोग करती हैं:
एक तापीय विधि भी है जिसमें उच्च तापमान पर एसिटिलीन या प्राकृतिक गैस का विघटन होता है।
कई ब्रांडों, विभिन्न तकनीकों के माध्यम से प्राप्त की, विशेषताओं की एक किस्म है
सैद्धांतिक रूप से, तकनीकी प्राप्त करना संभव हैउपरोक्त सभी तरीकों से कार्बन, हालांकि उत्पादित उत्पाद का 96% से अधिक उत्पादक तरल कच्चे माल से भट्ठी विधि द्वारा तैयार किया जाता है। विधि गुणों के एक निश्चित सेट के साथ कार्बन ब्लैक के विभिन्न ब्रांडों को प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, कार्बन ब्लैक के ओमस्क संयंत्र में, यह तकनीक 20 से अधिक ग्रेड कार्बन ब्लैक का उत्पादन करती है।
सामान्य तकनीक इस प्रकार है: रिएक्टर, उच्च-दुर्दम्य सामग्री के साथ तैयार किया जाता है, जिसे प्राकृतिक गैस और हवा से गरम किया जाता है 800 डिग्री सेल्सियस तक। प्राकृतिक गैस जलाने से, 1820-19 00 डिग्री तापमान के साथ पूर्ण दहन के उत्पादों का गठन किया जाता है, जिसमें निश्चित मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन होता है। उच्च तापमान के दहन उत्पादों में, एक तरल हाइड्रोकार्बन फ़ीड इंजेक्ट किया जाता है, 200-300 डिग्री सेल्सियस तक पूर्व-सावधानी से मिश्रित और गर्म होता है। कच्चे माल का पायोलिसिस एक कड़ाई से नियंत्रित तापमान पर होता है, जो उत्पादित कार्बन ब्लैक के ब्रांड के आधार पर 1400 से 1750 डिग्री सेल्सियस के विभिन्न मान
फ़ीड बिंदु से कुछ दूरी परथर्मामीटरों-ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया पानी के इंजेक्शन से समाप्त होती है। कार्बन ब्लैक के पायरोलिसिस द्वारा गठित और प्रतिक्रिया गैसों हवा हीटर, जिसमें वे हवा की प्रक्रिया में इस्तेमाल करने के लिए अपनी गर्मी का हिस्सा छोड़ देना दर्ज करें, मिश्रण uglerodogazovoy का तापमान 500-600 डिग्री सेल्सियस के लिए 950-1000 डिग्री सेल्सियस से चला जाता है
के कारण 260-280 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होने के बादअतिरिक्त पानी इंजेक्शन का, तकनीकी कार्बन और गैसों का मिश्रण बैग फिल्टर पर भेजा जाता है, जहां तकनीकी कार्बन गैसों से अलग होता है और फ़िल्टर हॉपर में प्रवेश करती है। गैस संचरण पाइपलाइन के माध्यम से फ़िल्टर बंकर से अलग तकनीकी कार्बन एक प्रशंसक (टर्बो-ब्लोअर) को दानेदार करने वाला इकाई द्वारा खिलाया जाता है।
कार्बन ब्लैक का विश्व उत्पादन 10 लाख टन से अधिक है। किसी उत्पाद के लिए इतनी बड़ी ज़रूरत होती है, सबसे पहले, इसकी अद्वितीय प्रबलिंग गुणों के लिए उद्योग के इंजनों:
सबसे बड़ा रूसी कार्बन उत्पादक:
