橡膠工藝學第四章橡膠補強與填充體系-文庫吧
2024-12-19 05:24 本頁面
【正文】 接觸法炭黑 ?爐法炭黑 ?熱裂法炭黑 ?新工藝炭黑 Ⅰ. 按制造方法分 ⑴ .接觸法炭黑 : ?把原料氣燃燒的火焰同溫度較低的收集面接觸，使不完全燃燒的炭黑冷卻并附著在收集面上，再加以收集。 ?包括槽法炭黑，滾筒法炭黑和圓盤炭黑。 ?槽法炭黑是以天然氣為原料，通過特別的火嘴，使炭黑沉積在槽鋼表面，并加以收集。 ?原料為甲烷為主的天然氣，故又稱為天然氣槽法炭黑或瓦斯槽法炭黑。槽法炭黑轉(zhuǎn)化率大約為 5％。特點是含氧量大（約 3％），呈酸性，灰分較少（低于 ％），現(xiàn)已很少使用。 這是炭黑的主要品種。采用氣態(tài)烴，液態(tài)烴或混合作為原料，供以適量的空氣，在反應爐內(nèi)高溫下燃燒，生成的炭黑懸浮在煙氣中，經(jīng)冷卻后收集。 ⑵ .爐法炭黑： 共同特點： 含氧量?。s 1％），呈堿性，灰分較多（ ％－ ％） 方法 原料 轉(zhuǎn)化率 氣爐法 只使用氣態(tài)烴 如：天然氣 28％～ 37％。 油爐法 只使用液態(tài)烴 如：柴重油 40％～ 75％。 爐法炭黑的比較 在已預熱的反應爐（ 1200－ 1400℃ ）內(nèi)，將天然氣或乙炔在隔絕空氣條件下使其裂解而制得的炭黑。轉(zhuǎn)化率 30－ 47％，炭黑粒子粗大，補強性低，含氧量低（不到 ％），含碳量達 99％以上。 ⑶ .熱裂法炭黑： ⑷ .新工藝炭黑 第二代炭黑，由原爐法炭黑生產(chǎn)工藝改進。補強性比相應傳統(tǒng)炭黑高一個等級。在比表面相同的條件下，耐磨性提高了 20％－ 55％。分布較窄，表面較光滑。 N375,N339,N352,N234,N299等均為新工藝炭黑。 Ⅱ. 按作用分 ?硬質(zhì)炭黑 : 粒徑在 40nm以下，補強性能高的 炭黑，如超耐磨，中超耐磨，高耐磨炭黑等。 ?軟質(zhì)炭黑 : 粒徑在 40nm以上，補強性能低的炭黑，如半補強炭黑，熱裂法炭黑等。 Ⅲ. 按 ASTM標準分類 ?我國 80年代開始采用美國 ASTM176581分類命名法。 ?由四位數(shù)碼組成，第一個符號為 N或 S，代表硫化速度。 N表示正常硫化速度，S表示硫化速度慢。 ?后接三個數(shù)字，第一位數(shù)表示炭黑的平均粒徑范圍；第二和第三位數(shù)無明確意義，僅表示各系列中不同牌號間的區(qū)別。 ?粒徑按電鏡法測得的數(shù)據(jù)劃分為 10個范圍，從 11～ 500nm之間。 如 N330 表示爐法生產(chǎn)的炭黑，硫化速度正常，平均粒徑范圍在 26～ 30nm。是這個系列中的典型炭黑。 N347 是這個系列中高結(jié)構(gòu)的炭黑 。 N326 是這個系列中低結(jié)構(gòu)的炭黑； N339 是這個系列中新工藝炭黑 . 共同特點均有 N3，后面兩位數(shù)字表示該系列中不同的規(guī)格。 二 .炭黑的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì) : ? 炭黑的基本結(jié)構(gòu)單元是聚集體，微觀結(jié)構(gòu)是指炭黑聚集體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 ? 層次為：元素碳－碳核（六邊形）－多核表面－炭黑微晶－炭黑粒子－炭黑的一次結(jié)構(gòu)（聚集體） ：粒徑常用平均粒徑表示，單位 nm。分布窄的補強效果好，一般用電鏡觀察至少 2000粒子，作粒徑分布曲線，越細分布往往越窄。 粒徑（或比表面），結(jié)構(gòu)度和表面活性 是炭黑的三大基本性質(zhì)，常稱為補強三要素。 （表面活性） : 單位㎡ /g。測定方法有電鏡法， BET法（低溫氮吸附法）， CTAB法（大分子吸附法）和碘吸附法。只有 BET法測得數(shù)據(jù)表示總表面積，另幾種數(shù)據(jù)僅表示外表面積。 ： 表明炭黑聚集體的鏈枝結(jié)構(gòu)的發(fā)達程度，接近于球形的結(jié)構(gòu)度低，鏈枝多的結(jié)構(gòu)度多。采用高芳香烴油類生產(chǎn)的高耐磨爐黑有較高的結(jié)構(gòu)度。結(jié)構(gòu)度的測定有電鏡法及圖像分析法，吸油值法，視比容法及水銀壓入法等。 工業(yè)上廣泛采用的是 吸油值法 ，即用DBP的吸收值來表征炭黑的結(jié)構(gòu)度（單位質(zhì)量炭黑吸收 DBP的體積），結(jié)構(gòu)度和 DBP值成正比。高結(jié)構(gòu)炭黑 DBP吸油值大于 120cm3/100g，低結(jié)構(gòu)炭黑小于 80cm3/100g，如 N220為 114177。 7，天然氣槽黑為 98177。 7。 4. 表面性質(zhì) : :炭黑的化學組成 90％～ 99％為碳，少量 O， N， H
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