Uhlík technický, jej príprava

Sadze (GOST 7885-86) - typ priemyselné uhlíkové produkty, ktoré sa používajú prevažne v kaučuku ako plnivá, výstužné jeho prospešné vlastnosti výkonu. Na rozdiel od koksu a smoly je takmer jedna sadze vzhľadovo podobá.

oblasť použitia

Približne 70% z vyrobených sadzí sa používa pre výrobu pneumatík, 20% - na výrobu gumových výrobkov. Tiež, Uhlík technický sa používa pri výrobe náterových hmôt a produkovať atramenty, kde slúži ako čierny pigment.

Ďalšia oblasť použitia - výroba plastov a plášť kábla. Tu je produkt sa pridáva ako plnivo a robiť produkty zvláštne vlastnosti. V malom meradle sa sadze používajú v iných priemyselných odvetviach.

vlastnosť

Sadze - proces produkt, ktorý obsahuje najnovšie strojárskych technológií a metód kontroly. Vzhľadom k svojej čistote a presne definovaným súborom fyzikálnych a chemických vlastností, to nemá nič spoločné s sadzí vytvorená ako kontaminovanej vedľajší produkt z uhlia a vykurovacieho oleja, alebo neregulované spaľovacích motorov. Podľa všeobecne prijímaného medzinárodnej klasifikácie sadzí určeného Carbon Black (čierna uhlíka v preklade z angličtiny), sadze v angličtine - sadze. To znamená, že tieto pojmy sú v súčasnej dobe v žiadnom prípade zmätený.

Zosilnenie účinku vzhľadom k sadzami plnené kaučuku mali nemenej dôležité, než otvor sulfur rubber podmienok vulkanizácie pre rozvoj gumárenského priemyslu. Gumové zmesi uhlíka z veľkého množstva zložiek hmotnostných druhom mieste kaučuku. Účinok kvalitatívnych vlastností sadzí pre gumových výrobkov podstatne väčšia ako kvalitatívne primárnej zložky - kaučuk.

posilnenie vlastností

Zlepšená fyzikálne vlastnosti materiálu zavedením plniaceho názvom výstuže (výstuže), a tieto zosilňovače sa nazývajú plniva (sadze, vyzrážaný oxid kremičitý). Zo všetkých zosilňovačov naozaj jedinečné charakteristiky uhlíka technického. Ešte pred vytvrdnutím sa viaže s kaučukom a zmes nemôžu byť úplne oddelené do sadzí a kaučuku s rozpúšťadlami.

Sila kaučuk, odvodený z hlavných elastomérov:

V tabuľke sú uvedené vlastnosti vulkanizátu, získaných z rôznych typov gumy bez plniva a plnených sadzami. Z týchto dát je možné vidieť, ako je obsah uhlíka výrazne ovplyvňuje na pevnosť v ťahu kaučukovej zložky. Mimochodom, ďalšie časticové prášky používané v kaučukových zmesiach pre dodanie požadovanej farby alebo zmes zlacnenie - krieda, kaolín, mastenec, oxid železitý a ostatní nemajú výstužné vlastnosti.

štruktúra

Čisto prírodný uhlík - tento diamant a grafit. Majú kryštalickú štruktúru významne odlišné od seba navzájom. Difrakcie žiarenia založená podobnosti v štruktúre prírodného grafitu a umelý materiál sú sadze. atómy uhlíka v grafitu tvorí veľké prstencových vrstiev kondenzované aromatické systémy s meziatomových rozteč 0,142 nm. Tieto grafitové archy, kondenzované aromatické systémy, sa nazývajú bazálnej roviny. Vzdialenosť medzi rovinami je v pravom slova zmysle, a je 0,335 nm. Všetky vrstvy sú usporiadané paralelne voči sebe navzájom. Hustota Grafit je 2,26 g / ^cm3.

Na rozdiel od grafitu, ktorý má trojrozmerné usporiadanie, sadze sa vyznačuje iba dvojrozmerné pravidelnosťou. Skladá sa z dobre vyvinutých grafitu rovinách, usporiadaných približne rovnobežne k sebe navzájom, ale predsadene priľahlých vrstiev - to znamená, že náhodne orientované v rovine kolmej vzhľadom.

V tvare grafitu štruktúry v porovnaní s úhľadne naskladané balíček kariet, a čierny uhlíkové štruktúry sa balíček kariet, v ktorom sú karty posunuté. To mezirovinné vzdialenosti väčšej, než je z grafitu a 0,350-0,365 nm. Preto sadze hustotu nižšiu, než že z grafitu a je v 1,76-1,9 g / ^cm3, v závislosti na triede (zvyčajne 1,8 g / cm ^3).

farbenie

Pigment (sfarbenie) sadze používajú pri výrobe tlačových farieb, lakov, plastických hmôt, vlákien, papiera a stavebných hmôt. Sú klasifikované takto:

• vysokookrashivayuschy sadze (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

Tretí písmeno označuje spôsob výroby - pec (F) alebo kanál (C). Príklad označenia: HCF - vysokookrashivayuschy uhlíka pec čiernej (Hiqh farebná Furnace).

sfarbenie produkt schopnosť súvisí s veľkosťou jeho častíc. V závislosti od ich veľkosti uhlie Technické rozdelené do skupín:

klasifikácia

Sadze pre guma zosilňujúci účinok na stupeň sa delí na:

• Vysokousilivayuschy (behúň, pevná látka). Za predpokladu, zvýšenú pevnosť a odolnosť proti oteru. Veľkosť častíc je malé (18-30 nm). Používa sa v dopravníkových pásov, behúňov pneumatík.
• Poluusilivayuschy (wireframe, mäkké). Priemerná veľkosť častíc (40 až 60 nm). Používa sa v rôznych priemyselných gumových výrobkov, jatočných tiel pneumatík.
• Nizkousilivayuschy. Veľkosť častíc je veľký (viac ako 60 nm). Odvetvie výroby pneumatík používa, je obmedzený. To zaisťuje potrebnú pevnosť a zároveň zachovať vysokú pružnosť v gumových výrobkov.

Kompletné klasifikácie sadzí sú uvedené v ASTM D1765-03, ktorá bola prijatá všetkými svetovými výrobcami výrobku a jeho spotrebiteľov. Zaradenie, najmä sa vykonáva na rozsahu špecifického povrchu častíc:

produkcia uhlia

Existujú tri technológiu priemyselné sadze, ktoré sa používajú v cykle nedokonalého spaľovania uhľovodíkov:

• rúra;
• kanál;
• trubice;
• plazma.

K dispozícii je tiež tepelný spôsob, v ktorom rozklad zemného plynu alebo acetylénu pri vysokých teplotách.

Početné známky získané pomocou rôznych technológií, majú rôzne vlastnosti.

výrobné technológie

Teoreticky je možné získať sadze všetky vyššie uvedené spôsoby však viac ako 96% vyrobeného produktu sa pripraví spôsobom pece kvapalného krmiva. Spôsob umožňuje získať celý rad značiek sadzí s konkrétnou sadou vlastností. Napríklad v prípade sadzí závod Omsk s využitím tejto technológie je z viac než 20 atómov čierne škvrny.

Všeobecne technológie. V reaktore o vysokoogneupornymi materiály dodávajú zemný plyn a zmes sa zahrieva na 800 ° C vzduchom. Spaľovaním zemného plynu vyrába komplexné produkty spaľovania, ktoré majú teplotu 1820-1900 ° C, ktorý obsahuje určité množstvo voľného kyslíka. V vysokoteplotných produkty úplnej spaľovania kvapalné uhľovodíkové suroviny sa vstrekuje, starostlivo už zmiešané a zahrievané na 200-300 ° C Pyrolýza suroviny sa vykonáva pri prísne kontrolovanou teplotou, ktorá, v závislosti na značke sadzí vyrobených má rôzne hodnoty od 1400 do 1750 ° C,

V určitej vzdialenosti od prívodného priestoru je termooxidačnou reakcia ukončená vstrekovaním vody. Tvoril pyrolýzou sadzí a reakčné plyny vstúpi ohrievač vzduchu, v ktorom sa dá časť svojho tepla do vzduchu, použitého v procese, teplota zmesi uglerodogazovoy klesá od 950-1000 ° C do 500-600 ° C.

Po ochladení na teplotu 260-280 ° C prídavným vstrekovaním vody sa do zmesi sadzí a plynov odoslaná do látkového filtra, kde sa sadze oddelí od plynu a vstupuje do filtračného koša. Oddelená sadze z násypky filter pre prepravy plynu potrubím sa privádza ventilátora (dúchadla) v granulačním zariadení.

výrobcovia sadzí

Svetová produkcia sadzí je viac ako 10 miliónov ton. Taký veľký požiadavka na produkt je predovšetkým vďaka svojej jedinečnej výstužné vlastnosti. Lokomotívy priemysel sú:

• Aditya Birla Group (India) - asi 15% trhu.
• Cabot Corporation (USA) - 14% trhu.
• Orion Engineered Uhlíky (Luxembursko) - 9%.

Najväčšími producentmi oxidu ruštine:

• Ltd. "Omsktehuglerod" - 40% na ruskom trhu. Rastliny v Omsku, Volgograd, Mogilev.
• OAO "technický uhlík Jaroslavľ" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.