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一、炭黑的定義
炭黑是由許多烴類物質(zhì)(固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))經(jīng)不燃燒或裂解生成的。它主要由炭元素組成,其微晶具有準(zhǔn)石墨結(jié)構(gòu),且呈同心取向,其粒子是近乎球形的粒子,而這些粒子大都熔結(jié)成聚集體。
二、炭黑的分類
(2)按作用分: (3)按ASTM標(biāo)準(zhǔn)分類
炭黑是橡膠工業(yè)的主要補(bǔ)強(qiáng)劑。為適應(yīng)橡膠工業(yè)的發(fā)展要求,人們開發(fā)了五十余種規(guī)格牌號(hào)的炭黑。以前炭黑分類有按制法分,也有按作用分,后來(lái)發(fā)展了ASTM-1765這種新的分類方法。這種方法的出現(xiàn)結(jié)束了以前分類混亂、缺乏科學(xué)表征炭黑的狀況,但其缺點(diǎn)是沒有反映出炭黑的結(jié)構(gòu)度。炭黑的幾種分類方法分述如下。
(1)按制造方法分
①接觸法炭黑:接觸法炭黑,其中包括槽法炭黑、滾筒法炭黑和圓盤法炭黑。
槽法炭黑轉(zhuǎn)化率大約為5%。其特點(diǎn)是含氧量大(平均可達(dá)3%),呈酸性,灰分較少(一般低于0.1%)。
②爐法炭黑:爐法炭黑的特點(diǎn)是含氧量少(約1%),呈堿性,灰分較多(一般為0.2%~0.6%),這可能是由于水冷時(shí)水中礦物質(zhì)帶來(lái)的。
③熱裂法炭黑:轉(zhuǎn)化率30%~47%。炭黑粒子粗大,補(bǔ)強(qiáng)性低,含氧量低(不到0.2%),含炭量達(dá)99%以上。
④新工藝炭黑:新工藝炭黑的聚集體較均勻,分布較窄,著色強(qiáng)度比傳統(tǒng)的高十幾個(gè)單位,形態(tài)較開放,表面較光滑。N375、N339、N352、N234、N299等均為新工藝炭黑。
①硬質(zhì)炭黑:粒徑在40nm以下,補(bǔ)強(qiáng)性高的炭黑,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑等。
②軟質(zhì)炭黑:粒徑在40nm以上,補(bǔ)強(qiáng)性低的炭黑,如半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、熱裂法炭黑等。
這種分類方法比較粗略,主要是根據(jù)炭黑的性質(zhì)及對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果來(lái)分類命名的。
我國(guó)在80年代開始采用美國(guó)ASTM-1765-81分類命名法。該命名法由四個(gè)字組成,個(gè)符號(hào)為N或S,代表硫化速度。其中N表示正常硫化速度;而S表示硫化速度慢。N及S符號(hào)后有三個(gè)數(shù),數(shù)表示炭黑的平均粒徑范圍;第二位和第三位數(shù)無(wú)明確意義,代表各系列中不同牌號(hào)間的區(qū)別。其粒徑按電鏡法測(cè)得的數(shù)據(jù)劃分為10個(gè)范圍,橡膠用炭黑粒徑范圍在11-500nm之間,表1是橡膠用炭黑的分類命名。
表1橡膠用炭黑粒徑分類
ASTM系列 粒徑范圍nm 典型炭黑品種 ASTM名稱英文縮寫 中文名稱
N100 11~19 N110 SAF 超耐磨爐黑
N200 20~25 N220 ISAF 中超耐磨爐黑
N300 26~30 N330 HAF 高耐磨爐黑
N400 31~39 N472 XCF 特導(dǎo)電爐黑
N500 40~48 N550 FEF 快壓出爐黑
N600 49~60 N660 GPF 通用爐黑
N700 61~100 N765 SRF-HS 高結(jié)構(gòu)半補(bǔ)強(qiáng)爐黑
N800 101~200 N880 FT 細(xì)粒子熱裂法炭黑
N900 201~500 N990 MT 中粒子熱裂法炭黑
色素炭黑 棗莊鑫源化工有限責(zé)任公司