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        橡膠制品生產工藝—炭黑的品種及分類方法

        文章出處深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 人氣:-發表時間:2019-07-03
        一、炭黑的品種及分類方法
        炭黑是橡膠制品工業的主要補強劑。為適應橡膠工業的發展要求,人們開發了幾十余種規格牌號。以前有的按制法分,也有按作用分,比較混亂。后來發展了ASTM-1765這種新的分類方法。這種方法的出現結束了以前分類混亂、缺乏科學表征炭黑的狀況,但其缺點是沒有反映出炭黑的結構度。炭黑的幾種分類方法分述如下。
        1.按制造方法分
        (1)接觸法炭黑它是把原料氣燃燒的火焰同溫度較低的收集面接觸,使不完全燃燒產生的炭黑冷卻并附著在收集面上,而后加以收集。這類接觸法炭黑色互括槽法炭黑、滾筒法炭黑和圓盤法炭黑。槽法炭黑是以天然氣為原料,通過特制的火嘴,使炭黑沉積在槽鋼表面,才加以收集。因其原料主要以甲烷為主要成分的天然氣,故又稱為天然氣槽法炭黑或瓦斯槽法炭黑。槽法炭黑轉化率大約為5%。其特點是含氧量大(平均可達  3%),呈酸性,灰分較少(一般低于0.1%),現很少使用。
        (2)爐法炭黑這是炭黑的主要品種,采用氣態烴、液態烴或氣態烴和液態烴混合作為原料,供以適量的空氣,在反應爐內高溫下燃燒,生成的炭黑懸浮在煙氣中,經冷卻后收集。只使用氣態烴原料,如天然氣、油田伴生氣或煤礦瓦斯生產的炭黑,稱為氣爐法。而只使用液態烴原料,如煤焦油系統或石油系統的油類生產的炭黑,稱為油爐法。油爐法的轉化率為40%?75%,氣爐法的轉化率為28%?37%。爐法炭黑的特點是含氧量少(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水中礦物質帶來的。
        (3)熱裂法炭黑它是在已預熱的反應爐(1200—1400℃)內,將天然氣或乙炔氣在隔絕空氣條件下使其裂解而制得的炭黑。轉化率30%?47%,炭黑粒子粗大,補強性低,含氧量低(不到0.2%),含碳量達99% 以上。
        (4) 新工藝炭黑第二代炭黑,由原爐法炭黑生產工藝改進。新工藝炭黑補強性比相應傳統炭黑高一個等級。在比表面積和傳統炭黑相同的條件下,橡膠制品耐磨性提高了 20%?55%。新工藝炭黑的聚集體較均勻,分布較窄,著色強度比傳統的高十幾個單位,形態較開放,表面較光滑。N375、 N339、 N352、 N234、N299等均為新工藝炭黑。
        2.  按作用分
        (1) 硬質炭黑粒徑在40nm以下,補強性高的炭黑,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑等。
        (2) 軟質炭黑粒徑在40nm以上,補強性低的炭黑,如半補強炭黑、熱裂法炭黑等。
        這種分類方法比較粗略,主要是根據炭黑的性質及對橡膠的補強效果來分類命名的。
        3.  按ASTM標準分類
        我國在20世紀80年代開始采用美國ASTM 1765-81分類命名法。該命名法由四位數碼組成,第一個符號為>^或3,代表硫化速度。其中N表示正常硫化速度;而S表示橡膠制品硫化速度慢。N及S符號后有三個數字,第一位數表示炭黑的平均粒徑范圍;第二位和第三位數無明確意義,代表各系列中不同牌號間的區別。其粒徑按電鏡法測得的數據劃分為10個范圍,橡膠用炭黑粒徑范圍在11?500nm之間。
        表3-2中N330炭黑的硫化速度正常(也就是爐法生產的),平均粒徑范圍在26?30nm內,它是這個系列中的典型炭黑;N347是這個系列中高結構的炭黑; N326是這個系列中的低結構炭黑;N339是這個系列中的新工藝炭黑。它們的共同特點是均有N3,后面兩位數字表示該系列中不同的規格。

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