Пытанне: Што такое піролізны вуглярод?
Піролізны вуглярод (звычайна называюць Друкаваная плата, Піра-CB, або рКБ) — гэта цвёрдае цела сажа прадукт, атрыманы ў выніку піролізу адпрацаваных шын, адходаў гумы або іншых багатых вугляродам палімерных матэрыялаў.
Падчас піролізу (звычайна пры тэмпературы 450–900 °C ва ўмовах дэфіцыту або нізкага ўтрымання кіслароду) прамысловая сажа, якая першапачаткова прысутнічала ў шынах (напрыклад, N330, N660 і г.д.), тэрмічна раскладаецца. У выніку атрымліваецца сажа, паверхня якой пакрыта піролізным алеем, дзёгцем, поліцыклічнымі араматычнымі вуглевадародамі (ПАВ) і іншымі арганічнымі рэчывамі, у той час як утрыманне попелу (ZnO, SiO₂, сульфіды і г.д.) значна павялічваецца — адсюль і назва «другасная сажа».
Пытанне: Якія адрозненні паміж неадноўленай сажай і піролізнай сажай?
| Пункт | Цытрынавы вуглярод (VCB) | Піролізны вуглярод (rCB) |
|---|---|---|
| Крыніца | Няпоўнае згаранне нафты/прыроднага газу | Пабочны прадукт піролізу адпрацаваных шын |
| Попел | <0,5% | 10–20% (ці нават вышэй) |
| Лятучыя рэчывы | <1,5% | 3–15% (рэшткавая смалу, ПАВ) |
| Плошча паверхні | 30–120 м²/г у залежнасці ад гатунку | Падобны першапачаткова, але зніжаны з-за адкладзеных рэшткаў |
| Павярхоўная актыўнасць | Высокі | Ніжэйшы (патрабуецца актывацыя пасля апрацоўкі) |
| ПАВ | Вельмі нізкі | Вышэйшы (бенз[а]пірэн можа дасягаць узроўню ppm) |
| Кошт | 8 000–15 000 юаняў/тона | 2 000–5 000 юаняў/тона (больш за 6 000 пасля перапрацоўкі) |
Пытанне: Якія асноўныя сферы прымянення рКБ?
- Нізкі ўзровень: Паліва (цеплатворная каштоўнасць 28–32 МДж/кг), сумесная апрацоўка ў цэментнай печы
- Сярэдні дыяпазон: Гумовы напаўняльнік (паўармаваны, замяняе N550/N660), пластыкавыя мастербатчы, каляровыя мастербатчы
- Высокі клас (пасля дапрацоўкі): Сумесі для пратэктараў шын, гума для пакрыцця канвеерных стужак, высокапрадукцыйныя гумовыя вырабы; частковая замена для N234, N339 і г.д.
Пытанне: Чаму сырая піролізная сажа дрэнна падыходзіць для армавання?
Таму што:
- Паверхня пакрыта аморфным вугляродам, смалой і ПАВ, што зніжае хімічны месцы склейвання з дапамогай гумы.
- Высокае ўтрыманне попелу (асабліва ZnO, SiO₂) прыводзіць да друзлай структуры і дрэннай дыспергаванасці.
- Шырокі памер часціц размеркаванне; агрэгаты пашкоджваюцца або зноў агламеруюцца.
Пытанне: Якія асноўныя Рафінаванне/Мадыфікацыя Тэхналогіі для rCB?
1. Высокатэмпературная дэгазацыя (другасная тэрмічная апрацоўка):
Круцільная печ або кіпячы слой пры тэмпературы 800–1100°C выдаляе паверхневую смалу і большасць поліаўтаматычных угнаенняў; гэта асноўны этап ачысткі.
2. Ультратонкае шліфаванне + дакладнасць класіфікатар паветра :
Піролізны сажа здрабняецца да d50 = 2,5–4,5 мкм і d97 ≤ 10–15 мкм з дапамогай паветраны класіфікатар млын, пры гэтым дакладна выдаляючы буйныя часціцы попелу і агламераты.
Вынікі:
- Плошча паверхні павялічваецца 15–40% (напрыклад, ад 50–60 м²/г да 80–110 м²/г)
- Паглынанне алею DBP павялічваецца 20–40 ×10⁻⁵ м³/кг
- Дысперсійнасць значна паляпшаецца; глейкасць па Муні змяншаецца 8–15 МУ
- Змест попелу зніжаны з 16% да 11–13% (механічнае выдаленне попелу)
3. Кіслотная прамыўка і выдаленне попелу: HCl/H₂SO₄ выдаляе ZnO, CaCO₃і г.д.; колькасць попелу можа знізіцца да <51 TP3T.
4. Акісляльная мадыфікацыя: HNO₃, H₂O₂, азон уводзяць кіслародзмяшчальныя групы для павышэння павярхоўнай актыўнасці.
5. Плазменная/мікрахвалевая мадыфікацыя: Хуткае выдаленне ПАВ; вельмі эфектыўнае, але дарагое.
6. Вільготнае грануляванне + паверхня пакрыццё: Сіланавыя злучныя агенты, такія як Si69, A-189, для паляпшэння сумяшчальнасці з гумай.
7. Бесперапынны піроліз у вакууме + выдаленне газаў на плыні: Мадэрнізацыя працэсаў франт-энда.
Пытанне: Ці цалкам заменіць піролізны чорны вуглярод?
Не, але гэта стане важным дадаткам.
Па 2030:
- Сусветны попыт на тэхнічны вуглярод шыннага класа ≈ 18 мільёнаў тон
- Пастаўка рэкупераванай сажы (rCB): 1,5–2 мільёны тон, або 8–11%
- Палітыка ЕС «ўстойлівых шын» можа прадугледжваць Змест rCB 5–10%
Пытанне: З якімі асноўнымі праблемамі сутыкаецца галіна rCB?
Нягледзячы на тое, што rCB мае экалагічныя і эканамічныя перавагі, індустрыялізацыя ўсё яшчэ сутыкаецца з перашкодамі:
- Стабільнасць прадукцыйнасці:
Змены ў якасці сыравіны для адпрацаваных шын прыводзяць да нестабільнай якасці (памер часціц, структура, плошча паверхні). - Высокае ўтрыманне попелу і серы:
Неарганічныя рэшткі (ZnO, SiO₂, злучэнні серы) абмяжоўваюць выкарыстанне ў высокапрадукцыйных прымяненнях. - Прыняцце рынку:
Гумавая і шынная прамысловасць патрабуюць працяглых цыклаў сертыфікацыі; давер рынку ўсё яшчэ фарміруецца.
Пытанне: Як звычайныя карыстальнікі могуць ацаніць якасць rCB?
Звярніце ўвагу на пяць ключавых паказчыкаў (пажадана з дапамогай старонніх тэстаў):
- Попел (550°C): ≤10% (чым ніжэй, тым лепш)
- Страты пры награванні (950°C): ≤2%
- Усяго 16 ПАВ: ≤200 праміле (для прымянення ў шынах)
- Паглынанне ДБФ: ≥90 ×10⁻⁵ м³/кг (структура захавана)
- Плошча паверхні BET: ≥80 м²/г (≥100 м²/г для высакаякасных гатункаў)
Піролізная сажа iхутка ператвараецца з «адходаў у каштоўнасць» у зялёны, высокапрадукцыйны армавальны матэрыял. Ключ да поспеху — перадавыя тэхналогіі пасляапрацоўкі і адпаведнасць патрабаванням нарматыўных актаў. Наступныя пяць гадоў стануць залатым перыядам для перабудовы галіны і прарываў у галіне якасці.
«Дзякуй за чытанне. Спадзяюся, мой артыкул будзе карысным. Калі ласка, пакіньце каментар ніжэй. Вы таксама можаце звязацца з прадстаўніком службы падтрымкі кліентаў Zelda онлайн, калі ў вас ёсць дадатковыя пытанні».
— Апублікавана Эмілі Чэн