炭黑的發展歷史以及有關它的分類描述
- 發布時間:2022-08-30
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烴類在嚴格控制的工藝條件下經氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質。其成分主要是元素碳,并含有少量氧、氫和硫等。炭黑粒子近似球形,粒徑介于10~500μm 間。許多粒子常熔結或聚結成三維鍵枝狀或纖維狀聚集體。在橡膠加工中,通過混煉加入橡膠中作補強劑(見增強材料)和填料。
炭黑是Z古老的工業產品之一。早在公元前,中國就用植物油不完全燃燒制取顏料炭黑。1872年,美國首先以天然氣為原料用槽法生產炭黑。當時,炭黑也仍主要用作著色劑。1912年S.C.莫特發現炭黑對橡膠的補強作用之后,炭黑工業才迅速發展起來。20世紀20年代,又出現了以天然氣為原料的氣爐黑和熱裂黑,R.D.斯諾于1937年開始研究高效的炭黑生產方法。后來,J.C.克雷奇致力于從液態烴生產炭黑,開發了油爐法工藝。1941年,試產出第一批油爐黑。1943年,世界上第一座工業化規模的油爐黑工廠在美國投產。當今,油爐法是效率Z高、經濟效益Z好的炭黑生產方法。油爐黑的產量已占炭黑總量的70%~90%。
炭黑廠家對各種炭黑的分類常常涉及其生產方式,如槽黑、爐黑和熱裂黑等。也可按用途分類,如橡膠用炭黑和色素用炭黑等。炭黑品種的命名原則是在生產和使用過程中逐漸形成的。Z初,以炭黑特性和生產方式的英文詞匯的縮寫字母表示,如以HAF表示高耐磨爐黑,以MCC表示中色素槽黑。美國試驗和材料學會(ASTM)頒布了一種命名系統,主要規定了橡膠用炭黑的命名原則。目前,ASTM命名系統已被世界各國所接受。它是由一個字母和三個數字組成,字母表明炭黑表面性質對橡膠加工過程的影響,以N表示正常硫化的品種,以S表示緩慢硫化的品種。字母后面的第一個數字表示炭黑的粒子大小。以電子顯微鏡法測定的平均粒徑為依據,把所有炭黑的粒徑范圍分為10個等級,Z細的為0而Z粗的為9。其余后兩個數字用以區別炭黑結構和使用性能方面的差異。如超耐磨爐黑可表示為SAF或N110;高耐磨爐黑表示為HAF或N330;高耐磨高結構爐黑表示為HAF-HS或N347;半補強爐黑為SRF或N770等。易混槽黑則表示為EDC或S300。