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ASTM标准炭黑的形态

2016-11-01

   ASTM标准炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中,由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑,则称为低结构炭黑。

  ASTM标准炭黑的生产工艺有炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法、热裂法、乙炔法和等离子体法,其中炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法为不完全燃烧法,热裂法、乙炔法和等离子体法为热裂解法。目前灯烟法炭黑主要用作涂料着色剂,滚筒法和混气法炭黑主要用于油漆和油墨用色素炭黑,乙炔法炭黑主要用于干电池生产,其他生产工艺方法均在生产橡胶用炭黑中应用。
  ASTM标准炭黑的形态:
  炭黑由碳组成,但通常被定为无机颜料类。炭黑是烃类经气相不完全燃烧或热裂解而成的黑色粉末状物质。由于生产工艺的不同,通过不同的工艺条件可得到各种性质不同的产品。
  1)ASTM标准炭黑的微观构造
  炭黑粒子具有微晶结构,在炭黑中,碳原子的排列方式类似于石墨,组成六角形平面,通常 3~5个这样的层面组成一个微晶,由于炭黑微晶的每个石墨层面中,碳原子的排列是有序的,而相邻层面间碳原子的排列又是无序的,所以又叫准石墨晶体。
  2)炭黑的粒径
  颜料ASTM标准炭黑的粒子细度可低至5 nm,一般说来,炭黑粒子不是孤立存在的,而是多个粒子通过碳晶层互相穿插,形成链枝状。不同生产工艺可得到粒径范围极广的炭黑粒子,灯黑生产工艺得到的产品相对粗糙,而气黑生产工艺可得到精细的产品。
  用炉黑生产工艺可得到几乎所有粒径范围的炭黑,同一品种的炭黑,其粒子大小并不完全相同,呈现一个粒径分布范围。一般来说,粒子较细的品种,粒径分布较窄。
  ASTM标准炭黑总量的90%~95%用于工业橡胶,其消耗用量约为橡胶消耗用量的40%~50%。炭黑不仅能提高橡胶制品的强度,而且能改善胶料的加工性能,并赋予制品以耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油以及某些特殊性能,使ASTM标准炭黑的使用寿命延长。

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