A black powdery substance formed by the incomplete combustion or pyrolysis of hydrocarbons in the gas phase under strictly controlled process conditions. Its composition is mainly elemental carbon and contains a small amount of oxygen, hydrogen, and sulfur. Carbon black particles are nearly spherical, between 10 and 500μm. Many particles are fused or agglomerated into three-dimensional bonded dendritic or fibrous aggregates. In rubber processing, it is added to rubber as a reinforcing agent and filler through mixing. Carbon black is one of the oldest industrial products.
Фізічныя і хімічныя ўласцівасці сажы
The differences between the various carbon blacks are mainly in surface area (or particle size), aggregate morphology, mass distribution of particles and aggregates, and chemical composition.
Плошча паверхні
Адной з важных уласцівасцей, якія выкарыстоўваюцца для ідэнтыфікацыі і класіфікацыі названай сажы. Плошча паверхні вымяраецца шляхам адсорбцыі ў газавай або вадкай фазе. Найбольш класічным метадам вызначэння з'яўляецца метад нізкатэмпературнай адсорбцыі азоту (г.зн. метад БЭТ). Паколькі малекулы азоту адносна малыя і могуць пранікаць у мікрапоры сажы, вынікі, вымераныя гэтым метадам, характарызуюць агульную плошчу паверхні сажы. У апошнія гады поспех даследаванняў метаду адсорбцыі макрамалекул (напрыклад, CTAB), таму што макрамалекулы не могуць увайсці ў мікрапоры, вынікі характарызуюць знешнюю плошчу паверхні сажы, «гладкую» плошчу паверхні. Большасць гумовых саж непарыстыя, таму вынікі BET і CTAB супадаюць. Для некаторых пігментаваных сажы розніца паміж двума вымярэннямі плошчы паверхні характарызуе шурпатасць або сітаватасць сажы. Іншы метад вымярэння - метад абсорбцыі ёду - таксама шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці і класіфікацыі прадукцыі, адрозніваецца прастатой і хуткасцю. Яшчэ на вынікі ўплывае ступень акіслення на паверхні сажы.
Структура
Другое важнае ўласцівасць сажы. Структура сажы залежыць ад памеру і формы запаўняльнікаў, а таксама колькасці часціц і сярэдняй масы кожнага запаўняльніка. Усе гэтыя ўласцівасці ўплываюць на стан кладкі запаўняльнікаў і пустаты аб'ём парашка. Звычайна структура сажы выражаецца праз значэнне паглынання алею DBP (дыбутылфталат). Значэнне DBP сажы пасля сціску пад ціскам 170 МПа ў чатыры разы звычайна называюць значэннем паглынання кампрэсійнага алею або значэннем 24M4DBP. Значэнне паглынання кампрэсійнага алею сапраўды адлюстроўвае стан агрэгатаў сажы ў гуме.
Прамысловыя прымянення сажы
Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў якасці ўзмацняльніка і напаўняльніка для гумы, і яго расход складае прыкладна палову меншага расходу гумы. Сажа для гумы складае 94% ад агульнай колькасці сажы, з якой каля 60% выкарыстоўваецца ў вытворчасці шын. Ён таксама выкарыстоўваецца ў якасці фарбавальніка для чарнілаў, фарбаў і пластмас і як УФ-экраніруючага агента для пластмасавых вырабаў. Гэта таксама важная дабаўка ў многіх іншых прадуктах, такіх як электроды, сухія элементы, рэзістары, выбуховыя рэчывы, касметыка і паліравальныя крэмы.
Сажа ў асноўным выкарыстоўваецца ў гумовых вырабах. Чым драбней памер часціц сажы, тым лепш яе армавальныя ўласцівасці; чым вышэй структурная ступень сажы, тым вышэй яе пастаяннае напружанне пры расцяжэнні і модуль. У пратэктары шыны ў асноўным выкарыстоўваюцца ўзмацняльнікі дробнага памеру часціц, якія забяспечваюць шынам выдатную зносаўстойлівасць. Для іншых частак шыны, такіх як бакавіны, пласт корду, пласт амартызацыі рамяня і ўнутраная падшэўка, гума павінна супрацьстаяць расколінам пры згіне, акісленню азонам, добрай устойлівасцю і нізкімі цеплавымі ўласцівасцямі, звычайна выкарыстоўваецца больш тоўсты памер часціц шыны. полукомпенсаторного тыпу (удзельная паверхня менш за 40м2/г) пячная сажа.
Чорны пігмент з баразёнкамі шырока выкарыстоўваецца ў чарнілах, пакрыццях і пластмасах. Чарніла, асабліва чарніла для навін, у асноўным выкарыстоўваюцца ў чорным пігментным слоце. У вытворчасці фарбы чорныя шчыліны з высокім утрыманнем пігмента надаюць чарнату і бляск высакаякаснай аздабленні аўтамабіляў, у той час як чорныя шчыліны сярэдняга пігмента выкарыстоўваюцца ў агульных прамысловых пакрыццях. Акрамя таго, сярэднепігментаваныя чорныя каналы таксама звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці сродкаў абароны ад ультрафіялетавага святла для поліалефінаў і выкарыстоўваюцца для павышэння ўстойлівасці пластмасавых вырабаў да надвор'я. Чорная гумавая канаўка ў асноўным выкарыстоўваецца ў шынах, асабліва ў гуме пратэктара пазадарожных і інжынерных шын, што надае пратэктарам высокую трываласць і добрую зносаўстойлівасць.
Чорны гарачы крэк у асноўным выкарыстоўваецца для гумовых вырабаў. З-за буйнога памеру часціц і дрэнных узмацняльных характарыстык ён выкарыстоўваецца толькі для максімальных дадатковых выпадкаў напаўнення, напрыклад, пры вытворчасці гумовых дыванкоў, шлангаў, губчатых вырабаў, ушчыльненняў, укладышаў для шын, гумовых шарыкаў, ізаляцыйных вырабаў і гэтак далей.