Uhlík technický, její příprava

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 je téměř jedna saze vzhledově podobá.

Oblast použití

Přibližně 70% z vyrobených sazí se používá pro výrobu pneumatik, 20% - pro výrobu pryžových výrobků. Také, Uhlík technický se používá při výrobě nátěrových hmot a produkovat inkousty, kde slouží jako černý pigment.

Další oblast použití - výroba plastů a plášť kabelu. Zde je produkt se přidává jako plnivo a dělat produkty zvláštní vlastnosti. V malém měřítku se saze používají v jiných průmyslových odvětvích.

vlastnost

Saze - proces produkt, který obsahuje nejnovější strojírenských technologií a metod 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 topného oleje, nebo neregulované spalovacích motorů. Podle obecně přijímaného mezinárodní klasifikace sazí určeného Carbon Black (černá uhlíku v překladu z angličtiny), saze v angličtině - saze. To znamená, že tyto pojmy jsou v současné době v žádném případě zmatený.

Zesílení účinku vzhledem k sazemi plněné kaučuku měly neméně důležité, než otvor síry kaučuk podmínek vulkanizace pro rozvoj gumárenského průmyslu. Pryžové směsi uhlíku z velkého množství složek hmotnostních druhém místě kaučuku. Účinek kvalitativních vlastností sazí pro pryžových výrobků podstatně větší než kvalitativní primární složky - kaučuk.

posílení vlastností

Zlepšená fyzikální vlastnosti materiálu zavedením plnicího názvem výztuže (výztuže), a tyto zesilovače se nazývají plniva (saze, vysrážený oxid křemičitý). Ze všech zesilovačů opravdu jedinečné charakteristiky uhlíku technického. Ještě před vytvrzením se váže s kaučukem a směs nemohou být zcela odděleny do sazí a kaučuku s rozpouštědly.

Síla kaučuk, odvozený z hlavních elastomerů:

V tabulce jsou uvedeny vlastnosti vulkanizátů, získaných z různých typů pryže bez plniva a plněných sazemi. Z těchto dat je možno vidět, jak je obsah uhlíku výrazně ovlivňuje na pevnost v tahu kaučukové složky. Mimochodem, další částicové prášky používané v kaučukových směsích pro dodání požadované barvy nebo směs zlevnění - křída, kaolin, mastek, oxid železitý a ostatní nemají výztužné vlastnosti.

struktura

Čistě přírodní uhlík - tento diamant a grafit. Mají krystalickou strukturu významně odlišné od sebe navzájem. Difrakce záření založena podobnosti ve struktuře přírodního grafitu a umělý materiál jsou saze. atomy uhlíku v grafitu tvoří velké prstencových vrstev kondenzované aromatické systémy s meziatomových rozteč 0,142 nm. Tyto grafitové archy, kondenzované aromatické systémy, se nazývají bazální roviny. Vzdálenost mezi rovinami je v pravém slova smyslu, a je 0,335 nm. Všechny vrstvy jsou uspořádány paralelně vůči sobě navzájem. Hustota Grafit je 2,26 g / ^cm3.

Na rozdíl od grafitu, který má trojrozměrné uspořádání, saze se vyznačuje pouze dvourozměrné pravidelností. Skládá se z dobře vyvinutých grafitu rovinách, uspořádaných přibližně rovnoběžně k sobě navzájem, ale přesazeně přilehlých vrstev - to znamená, že náhodně orientované v rovině kolmé vzhledem.

Ve tvaru grafitu struktury ve srovnání s úhledně naskládané balíček karet, a černý uhlíkové struktury se balíček karet, ve kterém jsou karty posunuty. To mezirovinné vzdálenosti větší, než je z grafitu a 0,350-0,365 nm. Proto saze hustotu nižší, než že z grafitu a je v 1,76-1,9 g / ^cm3, v závislosti na třídě (obvykle 1,8 g / cm ^3).

barvení

Pigment (zbarvení) saze používají při výrobě tiskových barev, laků, plastických hmot, vláken, papíru a stavebních hmot. Jsou klasifikovány takto:

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

Třetí písmeno označuje způsob výroby - pec (F) nebo kanál (C). Příklad označení: HCF - vysokookrashivayuschy uhlíku pec černé (Hiqh barevná Furnace).

zbarvení produkt schopnost souvisí s velikostí jeho částic. V závislosti na jejich velikosti uhlí Technické rozděleny do skupin:

klasifikace

Saze pro pryž zesilující účinek na stupeň se dělí na:

• Vysokousilivayuschy (běhoun, pevná látka). Za předpokladu, zvýšenou pevnost a odolnost proti otěru. Velikost částic je malé (18-30 nm). Používá se v dopravníkových pásů, běhounů pneumatik.
• Poluusilivayuschy (wireframe, měkké). Průměrná velikost částic (40 až 60 nm). Používá se v různých průmyslových pryžových výrobků, jatečně upravených těl pneumatik.
• Nizkousilivayuschy. Velikost částic je velký (více než 60 nm). Odvětví výroby pneumatik používá, je omezený. To zajišťuje potřebnou pevnost a zároveň zachovat vysokou pružnost v pryžových výrobků.

Kompletní klasifikace sazí jsou uvedeny v normě ASTM D1765-03, která byla přijata všemi světovými výrobci výrobku a jeho spotřebitelů. Zařazení, zejména se provádí na rozsahu specifického povrchu částic:

Produkce uhlí

Existují tři technologii průmyslové saze, které se používají v cyklu nedokonalého spalování uhlovodíků:

• trouba;
• kanál;
• trubice;
• plazma.

K dispozici je také tepelný způsob, ve kterém rozklad zemního plynu nebo acetylenu při vysokých teplotách.

Četné známky získané pomocí různých technologií, mají různé vlastnosti.

výrobní technologie

Teoreticky je možné získat saze všechny výše uvedené způsoby však více než 96% vyrobeného produktu se připraví způsobem pece kapalného krmiva. Způsob umožňuje získat celou řadu značek sazí s konkrétní sadou vlastností. Například v případě sazí závod Omsk s využitím této technologie je z více než 20 atomů černé skvrny.

Obecně technologie. V reaktoru o vysokoogneupornymi materiály dodávají zemní plyn a směs se zahřívá na 800 ° C vzduchem. Spalováním zemního plynu vyrábí komplexní produkty spalování, které mají teplotu 1820-1900 ° C, který obsahuje určité množství volného kyslíku. V vysokoteplotních produkty úplné spalování kapalné uhlovodíkové suroviny se vstřikuje, pečlivě předem smíchány a zahřívány na 200-300 ° C Pyrolýza suroviny se provádí při přísně kontrolovanou teplotou, která, v závislosti na značce sazí vyrobených má různé hodnoty od 1400 do 1750 ° C,

V určité vzdálenosti od přívodního prostoru je termooxidační reakce ukončena vstřikováním vody. Tvořil pyrolýzou sazí a reakční plyny vstoupí ohřívač vzduchu, ve kterém se dá část svého tepla do vzduchu, použitého v procesu, teplota směsi uglerodogazovoy klesá od 950-1000 ° C do 500-600 ° C.

Po ochlazení na teplotu 260-280 ° C přídavným vstřikováním vody se do směsi sazí a plynů odeslána do látkového filtru, kde se saze oddělí od plynu a vstupuje do filtračního koše. Oddělená saze z násypky filtr pro přepravy plynu potrubím se přivádí ventilátoru (dmychadla) v granulačním zařízení.

Výrobci sazí

Světová produkce sazí je více než 10 milionů tun. Takový velký požadavek na produkt je především díky své jedinečné výztužné vlastnosti. Lokomotivy průmysly jsou:

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

Největšími producenty oxidu ruštině:

• Ltd. "Omsktehuglerod" - 40% na ruském trhu. Rostliny v Omsku, Volgograd, Mogilev.
• OAO "technický uhlík Jaroslavl" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.