Cuando se habla de negro de humo, mucha gente piensa que es solo un pigmento. Sin embargo, el negro de humo es una materia prima industrial esencial. Lo encontramos comúnmente en la vida cotidiana. Entonces, ¿cómo se relaciona el negro de humo con nuestra vida? ¿Qué papel desempeña en la industria? ¿Cuál es su función y cuál es su principal uso?
A continuación, el editor abordará diez puntos clave sobre el negro de humo:
- Qué es el negro de humo.
- Su desarrollo histórico.
- El crecimiento de la industria del negro de humo.
- Cómo se utiliza el negro de humo.
- Los diferentes tipos de negro de humo.
- Su estructura y función.
- El proceso de producción.
- Oportunidades y desafíos en la industria.
- Desarrollo industrial.
- Cómo elegir el negro de humo y sus principales campos de aplicación.
Esto te ayudará a comprender el negro de humo, una importante materia prima industrial.
¿Qué es el negro de humo?
El negro de humo es un tipo de carbono amorfo. Es un polvo negro, ligero, suelto y muy fino. Se puede comparar con la ceniza de fondo de las ollas. Proviene de la combustión incompleta o la descomposición de materiales ricos en carbono, como el carbón, el gas natural, el petróleo pesado y el fueloil. Esto ocurre cuando no hay suficiente aire.
El negro de humo se compone principalmente de carbono. Es el primer nanomaterial desarrollado, aplicado y producido por el ser humano. Su tamaño de partícula básico oscila entre 10 y 100 nm. Posee excelentes propiedades de refuerzo del caucho, coloración, conductividad, propiedades antiestáticas y absorción de rayos ultravioleta. Está catalogado como uno de los 25 productos químicos básicos y productos químicos finos a nivel internacional. La industria del negro de humo desempeña un papel fundamental en las industrias de neumáticos y tintes. Además, mejora la calidad de los productos de uso cotidiano.
Desarrollo histórico del negro de humo
El negro de humo es uno de los primeros productos petroquímicos clave conocidos hoy en día. En la antigüedad, se le llamaba "tái", "hollín" o "humo de pino". El nombre "tái" se utilizó hasta finales del siglo XIX. Desde el surgimiento de la industria del negro de humo en 1872, este término fue reemplazado gradualmente por "negro de humo".
El negro de humo tiene una larga historia. Según los registros, China fue uno de los primeros países del mundo en producirlo. En la antigüedad, se quemaban aceites de animales y plantas, junto con ramas de pino. Se recogía la ceniza negra resultante del humo, que luego se utilizaba para fabricar tinta y pigmentos negros. Las inscripciones en huesos oraculares de la dinastía Shang datan de hace tres mil años. En ellas se utilizaba hollín como tinta. En mi país también se escribieron con tinta antiguas tablillas de bambú.
La huella del negro de humo en la historia china
Durante el período de los Tres Reinos, Cao Zhi registró que "la tinta proviene del humo del pino verde". Para la dinastía Jin, la producción artesanal de humo de pino y negro de humo se había vuelto bastante común. Para la dinastía Tang del Sur, mi país había comenzado a usar aceite de tung y otros aceites animales y vegetales. Cuando no había suficiente aire, el aceite no se quemaba por completo. Esto provocaba que el negro de humo se formara y se acumulara debajo del recipiente de cerámica para ahumar, creando un negro de humo de alta calidad. En el "Yunlu Manchao" de Zhao Yanwei, de la dinastía Song, dice que los trabajadores de la tinta usaban recientemente un abrevadero de agua.
Contenían agua en él y colocaban cuencos y recipientes en el centro. Luego, quemaban aceite de tung y lo cubrían con un recipiente. Una persona especial limpiaba la cerilla, la mezclaba con cola de vaca y la amasaba. El método es muy rápido y práctico, y se llama ”humo de aceite“. Esto trata sobre el proceso de quemar aceite de tung para hacer tinta. Se puede ver que en aquella época existían talleres artesanales especializados en la quema de humo para hacer tinta. En aquel entonces, la productividad era baja. Esto significaba que la producción de tinta no era eficiente, lo que la hacía muy cara. Su Dongpo lo plasmó en su poema: ”Recogiendo carbón ligero de la ventana del libro, barriendo la fragancia restante de la tienda de Buda”. ”Trabajando duro durante mil noches, consigo este jade de una pulgada».”
El auge de la industria del negro de humo
En 1821, se utilizó gas natural como materia prima para producir negro de humo por primera vez en Norteamérica. Desde entonces, el negro de humo ya no es tan simple como el hollín.
En 1872, el mundo se percató de la producción industrial de negro de humo, y el término “negro de humo” surgió al mismo tiempo. Los yacimientos de petróleo y gas se fueron explotando uno tras otro. Este suministro constante de materia prima transformó la producción de negro de humo, pasando del trabajo manual a la industria a gran escala.
En 1904, el británico Mote descubrió que el negro de humo funcionaba mejor que el óxido de zinc como agente reforzante del caucho.
En 1912, la empresa estadounidense Goodyear Company utilizó por primera vez el negro de humo como material de refuerzo para neumáticos.
A principios del siglo XX, los neumáticos eran mayoritariamente blancos o rojos y duraban unos 3000 km. Luego, el negro de humo lo cambió todo. ¡Ahora, los neumáticos pueden durar más de 60 000 km! El negro de humo fortalece los neumáticos, lo que ha contribuido enormemente a su producción en masa.
El proceso específico se puede describir brevemente de la siguiente manera:
1. En los inicios de la industria del negro de humo, el gas natural servía como materia prima. El método principal de producción era el proceso de canal. El equipo era grande y la producción baja.
2. Negro de humo de horno en la década de 1940, incluyendo el método de horno de petróleo y el método de horno de gas. Este método de producción utiliza menos equipo y aumenta la producción. Sin embargo, la calidad no es tan alta como la del negro de humo de canal.
3. Mi país comenzó a producir negro de humo de canal en Fushun y Sichuan durante la década de 1950. Luego, en la década de 1960, comenzamos a producir negro de humo de horno. En 1985, la Fábrica de Negro de Humo de Tianjin importó la línea de producción de 15 000 toneladas de Negro de Humo Continental de Estados Unidos. Esto ocurrió entre las décadas de 1980 y 1990. Posteriormente, la Fábrica de Negro de Humo de Tianjin, la Fábrica Química de Fushun y el Instituto de Investigación del Negro de Humo adoptaron y mejoraron la nueva línea de producción.
Usos del negro de humo
Aplicación en la industria del caucho
Más de 901 TP3T de todo el negro de humo producido se destinan a la industria del caucho. El negro de humo se utiliza principalmente en diversos tipos de neumáticos, incluyendo los de automóviles, tractores, aviones y bicicletas. Un neumático de automóvil común requiere aproximadamente 10 kilogramos de negro de humo. La mayor parte del negro de humo utilizado en la industria del caucho se destina a la producción de neumáticos, lo que representa más de 751 TP3T. El resto se utiliza para otros artículos de caucho, como cintas, mangueras y calzado. En la industria del caucho, el consumo de negro de humo representa entre 40 y 501 TP3T del total de caucho utilizado.
¿Por qué se utiliza principalmente el negro de humo en la fabricación de caucho?
La razón por la que se utiliza negro de humo en grandes cantidades en el caucho es su excelente capacidad de refuerzo. Esta capacidad se descubrió por primera vez en el caucho natural en 1914. Actualmente, se ha confirmado que el negro de humo es fundamental para reforzar el caucho sintético. El principal beneficio del negro de humo en los neumáticos es una mayor resistencia al desgaste de la banda de rodadura. Un neumático con negro de humo 30% puede durar entre 48.000 y 64.000 kilómetros. En cambio, un neumático con la misma cantidad de rellenos no reforzadores dura tan solo 4.800 kilómetros. El negro de humo reforzado también mejora las propiedades físicas y mecánicas de los productos de caucho, incluyendo la resistencia a la tracción y al desgarro.
La adición de negro de humo a cauchos cristalinos como el caucho natural o el cloropreno puede aumentar la resistencia a la tracción del caucho vulcanizado entre 1 y 1,7 veces. En cauchos no cristalinos, como el estireno-butadieno o el caucho de nitrilo, la resistencia puede aumentar entre 4 y 12 veces.
En la industria del caucho, seleccione el tipo y la cantidad de negro de humo según el uso previsto del producto y las condiciones a las que estará expuesto. Para las bandas de rodadura de los neumáticos, la resistencia al desgaste es primordial. Se requiere negro de humo de alto refuerzo. Las opciones incluyen negro de humo de alta resistencia al desgaste, de resistencia media-alta o de alta resistencia al desgaste. Asimismo, el caucho de la banda de rodadura y la carcasa debe utilizar negro de humo con baja pérdida por histéresis y que genere poco calor.
Aplicación en la industria de la tinta
El negro de humo es la principal materia prima de la tinta negra de impresión. La mayoría de las tintas modernas utilizan pigmentos de negro de humo de alta calidad. Las tintas de impresión elaboradas con negro de humo de alta calidad ofrecen una escritura nítida y colores brillantes, lo que influye notablemente en la calidad de impresión de periódicos y revistas. Esto, a su vez, tiene una gran relevancia en la vida cultural de las personas. Existen muchos tipos de tintas modernas con una amplia gama de usos. Entre ellas, el negro de humo para tinta de periódico representa aproximadamente 701 TP3T del total de negro de humo para tinta. La tinta de periódico contiene entre 11 y 131 TP3T de negro de humo. Se consumen aproximadamente 16 kilogramos de tinta de periódico por cada tonelada de periódico impreso.
Las propiedades básicas del negro de humo, como el tamaño de las partículas y la superficie, influyen enormemente en el rendimiento y el procesamiento de la tinta.
La industria de la tinta necesita negro de humo para cumplir con varios requisitos clave:
- Negrura
- Matiz
- Fluidez
- Viscosidad
- El secado
- Tixotropía
Debido a sus diferentes usos, las distintas tintas tienen diferentes requisitos en cuanto al negro de humo.
Aplicación en la industria de recubrimientos
El recubrimiento es lo que comúnmente llamamos pintura. El negro de humo destaca por su estabilidad frente a productos químicos, la luz y el calor. Esto lo hace superior a otros pigmentos inorgánicos negros y tintes orgánicos negros. El negro de humo se utiliza en recubrimientos. Posee baja reactividad, alta negrura, buena resistencia a la intemperie y un gran poder colorante. El negro de humo de alta calidad es ideal para pinturas de resina sintética. Sirve como capa final para automóviles. También se puede usar como pintura decorativa para bicicletas, máquinas de coser e instrumentos musicales. El negro de humo conductor puede servir como imprimación para recubrimientos electroforéticos solubles en agua.
Aplicación en la industria del plástico
El negro de humo se utiliza principalmente como colorante en plásticos. Los plásticos con negro de humo resisten la degradación por calor y presentan menor variación dimensional. Además, aumenta la rigidez, la dureza, la conductividad eléctrica y térmica, y la resistencia a la corrosión. Más importante aún, ofrece protección contra la radiación, los rayos UV y tiene efectos antioxidantes. La cantidad de negro de humo en los plásticos suele ser de 1 a 2,751 TP3T.
Otras aplicaciones
El negro de humo tiene múltiples usos. Además de los principales, se encuentra en pilas secas y productos eléctricos de carbono. También desempeña un papel importante en componentes eléctricos y electrónicos. Se halla en aleaciones duras, grafito de alta pureza y en la impresión y teñido. Asimismo, se utiliza en fotografía electrostática, película fotográfica y pólvora. También está presente en cemento, cuero, grasa, fundición, agricultura y otros sectores. En estos ámbitos, aunque la cantidad de negro de humo utilizada sea pequeña, suele desempeñar un papel fundamental.
Clasificación del negro de humo
Clasificación por producción
Se divide principalmente en negro de humo, negro de gas, negro de horno y negro de canal.
Clasificación por uso
El negro de humo se suele clasificar en función de sus usos:
- Pigmento negro de humo
- Negro de humo de caucho
- Negro de humo conductor
- Negro de humo especial
El negro de humo para pigmentos se clasifica globalmente según su capacidad colorante. Existen tres tipos: negro de humo de alta pigmentación, negro de humo de pigmentación media y negro de humo de baja pigmentación. Esta clasificación utiliza tres letras en inglés. Las dos primeras indican la capacidad colorante del negro de humo. La última letra indica su proceso de fabricación.
Clasificación por función
Se divide principalmente en negro de humo de refuerzo, negro de humo colorante, negro de humo conductor, etc.
Clasificación por modelo
Se divide principalmente en N220, N330, N550, N660, N990, N110, N115, N234, N326, N339, N375, N539, N550, N880, etc.
| Número de serie | Tamaño medio de partícula (nm) | Variedad | Abreviaturas |
| 1 | 1-10 | ||
| 2 | 11-19 | Súper resistente al desgaste | Fuerzas Armadas de Singapur |
| 3 | 20-25 | Súper resistente al desgaste de grado medio | ISAF |
| 4 | 26-30 | Alta resistencia al desgaste | HAF |
| 5 | 31-39 | Partículas finas | FF |
| 6 | 40-48 | Extrusión rápida | FFF |
| 7 | 49-60 | Uso general | GPF |
| 8 | 61-100 | Semirreforzado | SRF |
| 9 | 101-200 | Partículas finas agrietamiento térmico | PIE |
| 10 | 201-500 | agrietamiento térmico de partículas medianas | MONTE |
Normas internacionales de nomenclatura para el negro de humo:
El negro de humo para caucho solía clasificarse por tamaño de partícula. Ahora, se clasifica por área superficial de nitrógeno. Además, la velocidad de vulcanización y la estructura del pigmento de negro de humo son importantes para su nomenclatura. Tiene 4 sistemas. La primera letra en inglés muestra la velocidad de vulcanización del compuesto de caucho. N significa velocidad normal, mientras que S significa velocidad lenta. Los siguientes 3 son números arábigos. El primer número muestra el rango del área superficial de nitrógeno del negro de humo. Va de 0 a 9 niveles. El Comité D24.41 de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales proporciona el segundo y tercer número. Estos números muestran los grados estructurales del negro de humo. Reflejan sus estructuras altas y bajas aproximadas, según algún grado de elección. En términos relativos, cuanto mayor sea el número, mayor será la estructura.
Ilustrar:
El negro de humo N330 es un negro de humo de alta resistencia al desgaste. Es el negro de humo de alta resistencia al desgaste más utilizado. Su resistencia al desgaste es ligeramente inferior a la de la serie de negro de humo súper resistente al desgaste. Sin embargo, es superior a la del negro de humo para canales. Este producto se utiliza en bandas de rodadura de neumáticos, caucho para cordones, flancos y diversos productos industriales de caucho. Es un negro de humo que fortalece el caucho. Mejora la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro, la resistencia al desgaste y la elasticidad. La pérdida de rodadura de los neumáticos de pasajeros que utilizan este producto es mayor que la del N351 de la serie N300. Sin embargo, es menor que la de otros tipos. Posee excelentes propiedades de dispersión y extrusión en compuestos de caucho. Funciona bien tanto con cauchos sintéticos como naturales.
La estructura y función del negro de humo
La estructura del negro de humo se expresa mediante el grado de agregación de sus partículas en cadenas o racimos. El negro de humo de alta estructura está compuesto por agregados que difieren en tamaño, forma y número de partículas. El valor de absorción de aceite se utiliza a menudo para indicar la estructura. Un valor de absorción de aceite más alto significa que el negro de humo tiene una estructura más grande. Esta estructura forma fácilmente una red espacial, lo que le confiere mayor estabilidad.
formación de negro de humo
El negro de humo generalmente se refiere a partículas de carbono. Suele producirse por la combustión incompleta de materia orgánica. En este proceso, el hidrógeno y el oxígeno se transforman en agua. Sin embargo, el carbono no se quema por completo, sino que se separa de las moléculas y forma negro de humo.
Diferentes formas
El negro de humo está compuesto de carbono, pero generalmente se clasifica como un pigmento inorgánico. Es un polvo negro que se obtiene mediante la combustión incompleta o el craqueo térmico de hidrocarburos en estado gaseoso. Los diferentes procesos de producción dan lugar a diversos productos con propiedades únicas, según las condiciones empleadas.
Microestructura del negro de humo
Las partículas de negro de humo poseen una estructura microcristalina. En el negro de humo, la disposición de los átomos de carbono es similar a la del grafito, formando planos hexagonales. Generalmente, de 3 a 5 de estos planos forman un microcristal. Los átomos de carbono en cada capa de grafito de los microcristales de negro de humo están ordenados de forma regular. Sin embargo, la disposición entre capas es desordenada. Por ello, estos microcristales también se conocen como cristales cuasigrafíticos.
tamaño de partícula de negro de humo
El tamaño de partícula del pigmento negro de humo puede ser tan bajo como 5 nm. Las partículas de negro de humo generalmente no existen de forma aislada, sino que se conectan a través de la capa de cristal de carbono, formando una estructura similar a una cadena. Los diferentes procesos de producción permiten obtener partículas de negro de humo con una amplia gama de tamaños. La producción de negro de humo para lámparas produce un producto de grano grueso, mientras que la producción de negro de humo para gas genera productos de grano más fino.
Nota: El proceso de producción de negro de humo en horno permite obtener negro de humo de casi todos los rangos de tamaño de partícula. El tamaño de partícula de un mismo tipo de negro de humo varía, mostrando una distribución de tamaño de partícula más estrecha. En general, el tipo con partículas más finas presenta una distribución de tamaño de partícula más estrecha.
proceso de producción de negro de humo
El principio de producción del negro de humo generalmente se refiere a partículas de carbono. La combustión incompleta de materia orgánica transforma el hidrógeno y el oxígeno en agua. Sin embargo, el carbono no se quema por completo y se separa de las moléculas, creando así el negro de humo. El negro de humo es un polvo negro que se forma cuando los hidrocarburos se queman de forma incompleta o sufren craqueo térmico.
Los diferentes métodos de producción dan lugar a diversos productos con propiedades únicas. Esto se debe a las condiciones específicas del proceso utilizado.
Materias primas para la producción de negro de humo
Las principales materias primas para la fabricación de negro de humo son:
- Alquitrán de hulla
- alquitrán de etileno
- Aceite de antraceno
- Gas natural
- gas de alto horno
Otros materiales utilizados incluyen productos derivados del petróleo, asfalto, alquitrán de hulla y aceite de nitrógeno. Todos ellos tienen un contenido de carbono muy elevado.
Los procesos de producción comunes son:
- Método del horno
- Método de pulverización
- Método de humo de lámpara
- Método de ranura
- Método del rodillo
- Método de gases mixtos
- Método de craqueo térmico
- Método del acetileno
- Método de plasma
Los métodos de combustión incompleta son:
- Método del horno
- Método de pulverización
- Método de humo de lámpara
- Método de ranura
- Método del rodillo
- Método de gases mixtos
Los métodos de craqueo térmico incluyen:
- Método de craqueo térmico
- Método del acetileno
- Método de plasma
Proceso de producción de negro de humo
El método más antiguo para producir negro de humo es el de la lámpara. En este proceso, la materia prima se quema sobre una placa de hierro plana de hasta 1,5 metros de ancho. La campana extractora recoge los gases de combustión con el negro de humo, que luego fluyen a través de un codo de 1/4 de pulgada y el tubo de combustión hasta llegar al dispositivo de deposición. Para controlar las propiedades del negro de humo, es fundamental que la materia prima se queme de forma casi incompleta. Esto debe ocurrir cerca del espacio entre la placa de combustión y la campana extractora.
En la siguiente etapa, la combustión se produce por craqueo térmico. Esto sucede cuando no hay suficiente oxígeno, lo que provoca la formación de partículas de negro de humo de mayor tamaño. Por estas razones, se genera una amplia distribución del tamaño de las partículas, caracterizada principalmente por partículas gruesas. Solo una pequeña porción de las partículas formadas entre la placa de combustión y la campana extractora puede interactuar con el oxígeno del aire. Por lo tanto, estos negros de humo presentan pocos óxidos superficiales, un pH neutro y un contenido muy bajo de material volátil.
Proceso de producción de negro de gas
El negro de humo recibe su nombre de su proceso de fabricación. Primero, los hidrocarburos crudos se calientan y vaporizan. Luego, un gas autoignitorio transporta el vapor al quemador, suministrando energía. El negro de humo se forma en numerosas llamas en forma de abanico producidas por estos quemadores con forma de murciélago.
Cada llama es pequeña y arde en el aire. Por lo tanto, la forma en que se forma el negro de humo es diferente a la de la fabricación del negro de humo para lámparas. El negro de humo para lámparas proviene de la combustión incompleta. Las partículas de negro de humo son muy finas. Su tamaño promedio varía de 10 a 30 nm, según el tipo. Para el negro de humo para lámparas, el tamaño promedio de partícula es de 13 nm. Sobre la llama hay un tambor lleno de agua que gira lentamente, sobre el cual se deposita el negro de humo, que luego se retira raspando. Mientras aún está caliente, el nuevo negro de humo entra en contacto con el oxígeno del aire. Esto provoca una oxidación parcial y crea muchos grupos ácidos. El valor de pH correspondiente del negro de humo para lámparas se encuentra en el rango ácido. Se pueden obtener aproximadamente 61 TP3T de materia volátil, que representa su contenido de óxido superficial.
Proceso de producción de negro de canal
Este proceso de producción utiliza gas natural como materia prima. El proceso de negro de humo es similar al proceso de combustión de gas en la producción de negro de humo. El gas natural arde con llamas en forma de abanico. El resultado se parece mucho al negro de humo. La diferencia radica en que se utiliza una canaleta plana en forma de U refrigerada por agua como depósito del negro de humo. Debido a razones ecológicas y económicas, este método se dejó de utilizar hace muchos años. La producción de negro de humo no daña el medio ambiente. Este proceso de negro de humo a base de gas todavía se utiliza.
Proceso de producción de negro de horno
El negro de humo se forma al aire libre. En cambio, el negro de humo se produce en un horno cerrado con oxígeno limitado. Una llama grande reemplaza a muchas pequeñas. Utiliza petróleo como combustible y añade gas combustible para calentar el horno a la temperatura adecuada. Se puede obtener el pigmento negro deseado ajustando el proceso de producción del negro de humo. Por ejemplo, el negro de humo puede tener muchos tamaños de partícula promedio. Puede variar desde 80 nm hasta 15 nm, e incluso más pequeños, como las partículas del negro de humo. Sin embargo, para el mismo tamaño de partícula, el negro de humo y el negro de humo siguen siendo diferentes, principalmente debido a la diferente química de la superficie. Los productos de negro de humo son más rugosos, con un tamaño de partícula promedio de 40 nm.
Al utilizar el proceso de producción de negro de humo en horno, se puede añadir una pequeña cantidad de compuestos alcalinos u otros aditivos. Esto modifica el tipo y la agregación de los agregados, lo que permite obtener negro de humo de alta o baja estructura.
Dado que el negro de humo se produce a una presión casi subatmosférica y con aire insuficiente, la mayoría carece de óxidos superficiales ácidos, pero sí presenta la estructura de pirona alcalina-reactiva mencionada anteriormente. El pH alcalino del negro de humo se debe a la adición de metales alcalinotérreos al agua fría. Esto ocurre durante el enfriamiento por pulverización en la producción de negro de humo. También se añaden sales alcalinas para ayudar a reducir la estructura. Además, si el negro de humo no se somete a un tratamiento de postoxidación, su contenido de volátiles es bajo.
Cómo elegir el negro de humo
Elija el negro de humo con criterio. Antes de seleccionarlo, piense en sus objetivos: ¿Qué desea lograr con el negro de humo? ¿Coloración, resistencia a los rayos UV o conductividad? El paso clave es consultar con ingenieros especializados en negro de humo. Trabajen juntos para evaluar el sistema de materiales. Luego, elija la mejor variedad de negro de humo. Para la coloración, seleccione un negro de humo muy negro y con partículas pequeñas. Además, asegúrese de que esté bien disperso. De lo contrario, no cumplirá con los requisitos originales. Para la igualación de color, seleccione un negro de humo con baja negrura. Debe tener un tamaño de partícula grande y ser fácil de dispersar. Para la resistencia a los rayos UV en plásticos y caucho, utilice negro de humo. Elija uno con un tamaño de partícula medio y una estructura ligeramente más alta. Ofrece una buena protección contra los rayos UV.
Propiedades básicas del negro de humo
Las propiedades del negro de humo determinan sus usos específicos en diversos campos industriales. A continuación se detallan sus principales parámetros de rendimiento:
- ① Tamaño de partícula (tamaño de partícula primaria)
- El tamaño de partícula es una propiedad clave del negro de humo. Influye directamente en su rendimiento.
- Las partículas más pequeñas implican mayor negrura y una mayor superficie. Sin embargo, esto puede dificultar su dispersión.
- Cuanto mayor sea el tamaño de las partículas, menor será su negrura, pero más fácil será su dispersión.
- ②Estructura (valor de absorción de DBP) La estructura del negro de humo depende del método de agregación entre las partículas. Valores de estructura más altos generalmente significan formas de partículas más complejas:
- Negro de humo de alta estructura: mejora la dispersibilidad y la conductividad, pero puede reducir la negrura;
- Negro de humo de baja estructura: presenta mayor negrura, pero menor dispersibilidad.
- ③Área superficial (área superficial específica total y área superficial específica externa) El área superficial se caracteriza generalmente por el área superficial específica de adsorción de nitrógeno (NSA) y el área superficial específica externa (STSA):
- NSA (área superficial específica total): refleja el área superficial total del negro de humo;
- STSA (área superficial específica externa): solo mide el área superficial fuera de la partícula.
- A medida que aumenta la porosidad, la diferencia entre NSA y STSA se amplía. Esto también incrementa la demanda de portador y la viscosidad.
- ④Química de la superficie Existen varios grupos funcionales (como óxidos y sulfuros) en la superficie del negro de humo, que pueden:
- Aumentar la tasa de absorción de humedad del negro de humo;
- Mejorar la compatibilidad del negro de humo con resinas, recubrimientos, etc.
Equipo recomendado para la trituración de negro de humo
Los equipos de trituración y clasificación son fundamentales para la producción de negro de humo. Ayudan a crear partículas de negro de humo ultrafinas, uniformes y funcionales. A continuación, se presentan algunos tipos de equipos recomendados.
Máquina mecánica de molienda y clasificación ultrafina (serie ACM)
Características: Maquinaria de polvo EPIC Molino clasificador de aire MJW Esta serie puede moler negro de humo hasta un tamaño de partícula D100 < 45 μm. El residuo en el tamiz de malla 325 es < 0,001%. También admite finura personalizada desde 600 hasta 2000 mallas. Admite un proceso de modificación por activación para mejorar la afinidad entre el negro de humo y el polímero.
Aplicación: Procesar profundamente el negro de humo agrietado para crear cargas de alto valor o materiales conductores.
Clasificador de flujo de aire (Serie HTS)
Características: La maquinaria EPIC Powder Machinery utiliza un sistema de presión negativa totalmente cerrado. Este método permite la trituración a baja temperatura, lo que ayuda a evitar la contaminación del material. El rendimiento alcanza hasta 80% para el polvo negro. Los clasificadores multietapa funcionan en serie. Esta configuración ayuda a crear una distribución de tamaño de partícula precisa. Es ideal para producir negro de humo de alta pureza.
Aplicación: Tóner de impresora, materiales para electrodos de baterías y otras aplicaciones con requisitos de finura estrictos.