Technický uhlík, jeho příjem

Saze (GOST 7885-86) - typ průmyslové uhlíkové produkty, které se používají převážně v kaučuku jako plniva, ztužující jeho prospěšné vlastnosti výkonu. Na rozdíl od koksu a smoly, skládá se z téměř jednoho uhlíku, podobného vzhledu jako saze.

Rozsah aplikace

Přibližně 70% vyrobených sazí se používá pro pneumatiky, 20% pro gumové výrobky. Technický uhlík také nalézá uplatnění v průmyslu nátěrových hmot a laků a při výrobě tiskových barev, kde působí jako černý pigment.

Další oblastí použití je výroba plastových a kabelových plášťů. Zde je produkt přidáván jako plnivo a poskytuje výrobkům speciální vlastnosti. V malých objemech se sazby používají také v jiných průmyslových odvětvích.

Charakteristiky

Technický uhlík je produktem procesu, který zahrnuje nejnovější inženýrské technologie a technologie metody kontroly. Vzhledem ke své čistotě a přesně definovaným souborem fyzikálních a chemických vlastností, to nemá nic společného s sazí vytvořena jako kontaminované vedlejší produkt z uhlí a topný olej, nebo motory s vnitřním spalováním neregulované. Podle obecně uznávané mezinárodní klasifikace sazby jsou označovány jako uhlíkaté černé (černý uhlík v angličtině), saze v angličtině - saze. To znamená, že tyto pojmy v současnosti nejsou v žádném smyslu smíšené.

Účinek výztuže v důsledku plnění kaučuků se sazemi měl pro rozvoj gumárenského průmyslu nemalý význam než objev fenoménu vulkanizace pryže šedá. U kaučukových sloučenin je uhlík z velkého množství pryskyřičně změněných složek hmotností na druhém místě po kaučuku. Vliv kvalitativních ukazatelů sazí na vlastnosti pryžových výrobků je mnohem vyšší než kvalita hlavní přísady - pryž.

Posílení vlastností

Zlepšená fyzikální vlastnosti materiálu zavedením výplňový názvem výztuž (výztužné) plnidla, jako je usilishy zvané telyami (saze, vysrážený oxid křemičitý). Ze všech zesilovačů má uhlík jedinečnou technickou vlastnost. Dokonce ještě před vulkanizací se váže na kaučuk a tato směs není těkavá, může být zcela rozdělena na saze a pryž s použitím rozpouštědel.

Pevnost kaučuků získaných na základě nejdůležitějších elastomerů:

Tabulka uvádí vlastnosti vulkanizátů získaných z různých typů kaučuku bez plnění a plněné sazemi. Z uvedených dat vidíme, jak se plnění provádí plachý uhlík na pevnosti v tahu kaučuku. Mimochodem, další částicové prášky používané v kaučukových směsích pro dodání požadované barvy nebo směs udeshevshy-ment - křída, kaolin, mastek, oxid železitý a jiné nemají usilivayushy vytvářející vlastnosti.

Struktura

Čistými přírodními uhlíky jsou diamanty a grafit. Mají krystalickou strukturu, která se od sebe navzájem výrazně liší. Metoda rentgenové difrakce stanovuje podobnost při prohlídce přírodního grafitu a sazí. Atomové uhlíky v grafitu tvoří velké vrstvy kondenzovaných aromatických prstencovitých systémů s interatomickou vzdáleností 0,142 nm. Tyto grafitové vrstvy kondenzovaných aromatických systémů se nazývají bazální roviny. Vzdálenost mezi rovinami je přesně stanovena a je 0,335 nm. Všechny vrstvy jsou umístěny paralelně mezi sebou. Hustota grafitu je 2,26 g / cm³.

Na rozdíl od grafitu, který má trojrozměrný pořadí, uhlíkový technický je charakterizován pouze dvojrozměrným pořadím. Skládá se z dobře vyvinutých grafitu rovinách, uspořádaných přibližně rovnoběžně k sobě navzájem, ale přesazeně přilehlých vrstev - to znamená, že náhodně orientované v jedné rovině proti normashy-li.

Ve tvaru grafitu struktury ve srovnání s úhledně složenými koloshy DOY karet, a černá struktura uhlík s balíček karet, ve kterém jsou karty posunuty. V něm je meziplanární vzdálenost větší než grafit a je 0,350-0,365 nm. Proto je hustota sazí nižší hustota grafitu a je v rozmezí 1,76 až 1,9 g / cm³, v závislosti na značce (nejčastěji 1,8 g / cm³).

Barvení

Pigmenty (barvení) technického uhlíku se používají při výrobě tiskařských barev, povlaků, plastů, vláken, papíru a stavebních materiálů. Jsou zařazeny do:

• vysoce sacharidové saze (HC);
• střední barvení (MS);
• normální zbarvení (RC);
• nízké barvy (LC).

Třetí písmeno označuje způsob získání - pec (F) nebo kanál (C). Příklad označení: HCF je vysoce barevná pec (Hiqh Color Furnace).

Barva produktu se vztahuje k velikosti jeho částic. V závislosti na jejich velikosti je technický uhlík rozdělen do skupin:

Klasifikace

Technický uhlík pro kaučuk z hlediska stupně zesilovacího účinku je rozdělen na:

• Vysoce zpevňující (běhoun, tvrdý). Vyznačuje se zvýšenou pevností a odolností proti otěru. Velikost částic je mělká (18-30 nm). Používá se v dopravních pásech, chráničů pneumatik.
• Polotvrdidlo (kostra, měkká). Velikost částic je střední (40-60 nm). Používají se v různých výrobcích z pryže, v kostřech pneumatik.
• Nízká síla. Velikost částic je velká (nad 60 nm). V průmyslu pneumatik je omezeno. Poskytuje potřebnou sílu při zachování vysoké elasticity v gumových výrobcích.

Kompletní klasifikace sazí je uvedena v normě ASTM D1765-03, kterou přijali všichni světoví výrobci výrobku a jeho spotřebitelé. V něm se klasifikace zejména provádí v rozmezí specifického povrchu částic:

Výroba uhlí

Existují tři technologie pro výrobu průmyslových sazí, které využívají cyklus neúplného spalování uhlovodíků:

• pec;
• kanál;
• trubice;
• plazmy.

Existuje také tepelná metoda, při níž dochází při vysokých teplotách k rozkladu acetylenu nebo zemního plynu.

Mnoho značek získaných různými technologiemi má řadu vlastností.

Výrobní technologie

Teoreticky je možné získat saze všemi výše uvedenými způsoby, avšak více než 96% vyrobeného produktu je produkováno pecním sposhy-koksem z tekutých surovin. Metoda umožňuje získat různé značky sazí s určitou sadou vlastností. Například zapnuto Továrnu v Omsku technický uhlík na této technologii produkoval více než 20 značek sazí.

Obecná technologie je následující. Reaktor je vyložen vysoko žáruvzdornými materiály zemní plyn a vzduch se zahřeje na teplotu 800 ° C. Spalováním zemního plynu se vytvářejí produkty úplného spalování o teplotě 1820 - 1900 ° C, které obsahují určité množství volného kyslíku. Ve vysokoteplotních spalovacích produktech se vstřikuje kapalná uhlovodíková surovina, předem pečlivě promíchá a zahřeje na teplotu 200 až 300 ° C. Pyrolýza suroviny se provádí při přísně kontrolovanou teplotou, který zavisishy-ing na značce saze mají různé hodnoty od 1400 do 1750 ° C,

V určité vzdálenosti od místa přívodu suroviny se tepelná oxidační reakce zastaví vstřikováním vody. Tvořil pyrolýzou sazí a reakční plyny se přivádí do vozduhopodogrevashy-Tel, ve které dávají část svého tepla do vzduchu při proshy Cess, teplota uglerodogazovoy směs je snížena z 950-1000 ° C do 500-600 ° C,

Po ochlazení na teplotu 260-280 ° C přídavným vstřikováním vody se do směsi sazí a plynů zaslána z rukávových, kde je tehshy-nické uhlík oddělen od plynu a vstupuje do filtračního koše. Oddělená saze z násypky při filtru truboproshy vody s přívodem přepravy plynu ventilátoru (dmychadla) v granulační otshy dělením.

Výrobci sazí

Světová produkce sazí přesahuje 10 milionů tun. Taková velká potřeba výrobku je především zapříčiněna jeho jedinečnými výztužnými vlastnostmi. Lokomotivy průmyslu jsou:

• Aditya Birla Group (Indie) - asi 15% trhu.
• Cabot Corporation (USA) - 14% trhu.
• Orion Engineered Carbons (Lucembursko) - 9%.

Největší ruští výrobci uhlíku:

• OOO Omsktehuglerod - 40% ruského trhu. Rostliny v Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO Jaroslavl Technický uhlík - 32%.
• OAO Nizhnekamsktekhuglerod - 17%.