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炭黑的基本性質

2019-05-15 18:01:18
炭黑的主要成分是碳,而碳元素所組成的固體一般分為晶體和無定形體這兩大類。炭黑的內部結構既不完全像石墨晶體結構,也不像金剛石一樣具有整齊排列的穩定晶體結構。炭黑是由碳元素組成的一種無定形炭材料,在微觀1~3mm尺度內存在石墨微晶結構,且呈同心取向2。

炭黑的表面性能、微觀結構和粒子形態都很特殊,它的微觀結構介于無定形碳和石墨晶體之間。這是由于炭黑的生成過程很快,溫度沒有達到完全石墨化所需要的溫度,所以炭黑的結晶度低或者結晶不完全。各種用途的炭黑產品各有其特定的物化性質,這些性質與原料和生產工藝存在很大關系2,其生成方式有不完全燃燒和熱分解兩種。

爐法炭黑是由烴類在反應爐內不完全燃燒制取的;槽法炭黑是由天然氣火焰與槽鋼相接觸不完全燃燒制得;乙炔炭黑則是熱裂解法炭黑的一種,由乙炔放熱熱解制得:熱裂解法炭黑是由天然氣經高溫加熱裂解形成的一種相對較粗糙的炭黑。

炭黑主要用于橡膠工業,作為輪胎和其他橡膠制品的補強填充劑。填充炭黑后基體材料被賦予強度、黑度或導電性等,主要影響因素是粒徑、結構和表面物理化學性能。主要起補強作用的硬質炭,粒徑為1~30m,以接觸法和爐法生產為主。起填充作用的軟質炭,粒徑為30~500mS,以氣爐法和熱裂解法生產為主。
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