T:Apa itu Karbon Hitam Pirolisis?
Karbon hitam pirolisis (umumnya disebut sebagai PCB, Pyro-CB, atau rCB) adalah padatan karbon hitam produk yang diperoleh dari pirolisis ban bekas, karet bekas, atau bahan polimer kaya karbon lainnya.
Selama pirolisis (biasanya pada suhu 450–900°C dalam kondisi kekurangan oksigen atau rendah oksigen), karbon hitam industri yang awalnya terdapat pada ban (seperti N330, N660, dll.) terurai secara termal. Produk yang dihasilkan adalah karbon hitam yang permukaannya dilapisi minyak pirolisis, tar, hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), dan bahan organik lainnya, sementara kadar abu (ZnO, SiO₂, sulfida, dll.) menjadi jauh lebih tinggi—sehingga disebut "karbon hitam sekunder".
T: Apa perbedaan antara Karbon Hitam Murni dan Karbon Hitam Pirolisis?
| Barang | Karbon Hitam Perawan (VCB) | Pirolisis Karbon Hitam (rCB) |
|---|---|---|
| Sumber | Pembakaran minyak bumi/gas alam yang tidak sempurna | Produk sampingan pirolisis ban bekas |
| Abu | <0,5% | 10–20% (atau bahkan lebih tinggi) |
| Materi yang mudah menguap | <1,5% | 3–15% (tar sisa, PAH) |
| Luas permukaan | 30–120 m²/g tergantung pada tingkatannya | Mirip pada awalnya, tetapi berkurang karena residu yang mengendap |
| Aktivitas permukaan | Tinggi | Bawah (memerlukan aktivasi pasca perawatan) |
| PAH | Sangat rendah | Lebih tinggi (Benzo[a]pyrene mungkin mencapai tingkat ppm) |
| Harga | 8.000–15.000 RMB/ton | 2.000–5.000 RMB/ton (6.000+ setelah penyempurnaan) |
T: Apa Saja Aplikasi Utama dari rCB?
- Kelas bawah: Bahan Bakar (nilai kalor 28–32 MJ/kg), co-processing kiln semen
- Kisaran menengah: Pengisi karet (semi-penguat, menggantikan N550/N660), masterbatch plastik, masterbatch warna
- Kelas atas (setelah penyempurnaan): Senyawa tapak ban, karet penutup sabuk konveyor, produk karet berkinerja tinggi; pengganti sebagian untuk N234, N339, dll.
T: Mengapa Karbon Hitam Pirolisis Mentah Buruk dalam Kinerja Penguatan?
Karena:
- Permukaannya ditutupi oleh karbon amorf, tar, dan PAH, sehingga mengurangi bahan kimia tempat ikatan dengan karet.
- Kandungan abu yang tinggi (terutama ZnO, SiO₂) menyebabkan struktur longgar dan dispersibilitas buruk.
- Lebar ukuran partikel distribusi; agregat rusak atau terkumpul kembali.
T: Apa Saja Faktor Utama Pengilangan/Modifikasi Teknologi untuk rCB?
1. Devolatilisasi suhu tinggi (perlakuan panas sekunder):
Kiln putar atau unggun terfluidisasi 800–1100°C menghilangkan tar permukaan dan sebagian besar PAH; langkah penyempurnaan mendasar.
2.Penggilingan ultra halus + presisi pengklasifikasi udara :
Karbon hitam pirolisis dihaluskan menjadi d50 = 2,5–4,5 μm dan d97 ≤ 10–15 μm menggunakan pabrik pengklasifikasi udara, sambil menghilangkan partikel abu kasar dan gumpalan secara tepat.
Hasil:
- Luas permukaan meningkat 15–40% (misalnya, dari 50–60 m²/g menjadi 80–110 m²/g)
- Peningkatan penyerapan minyak DBP 20–40 ×10⁻⁵ m³/kg
- Dispersibilitas meningkat secara signifikan; viskositas Mooney menurun 8–15 MU
- Kandungan abu berkurang dari 16% hingga 11–13% (penghilangan abu secara mekanis)
3. Pencucian asam dan penghilangan abu: HCl/H₂SO₄ menghilangkan ZnO, CaCO3, dll.; abu dapat turun hingga <5%.
4.Modifikasi oksidatif: HNO₃, H₂O₂, ozon memperkenalkan gugus yang mengandung oksigen untuk meningkatkan aktivitas permukaan.
5.Modifikasi plasma/gelombang mikro: Penghapusan PAH yang cepat; sangat efisien tetapi mahal.
6. Granulasi basah + permukaan lapisan: Agen penggandeng silana seperti Si69, A-189 untuk meningkatkan kompatibilitas karet.
7. Pirolisis kontinyu vakum + devolatilisasi sebaris: Peningkatan proses front-end.
T: Akankah Karbon Hitam Pirolisis Menggantikan Karbon Hitam Murni Sepenuhnya?
Tidak—tetapi itu akan menjadi suplemen utama.
Oleh 2030:
- Permintaan karbon hitam kelas ban global ≈ 18 juta ton
- Pasokan karbon hitam yang dipulihkan (rCB): 1,5–2 juta ton, atau 8–11%
- Kebijakan “Ban Berkelanjutan” Uni Eropa mungkin mewajibkan Kandungan rCB 5–10%
T: Apa Tantangan Utama yang Dihadapi Industri rCB?
Meskipun rCB memiliki keuntungan lingkungan dan ekonomi, industrialisasi masih menghadapi rintangan:
- Konsistensi kinerja:
Variasi pada bahan baku ban bekas menyebabkan kualitas tidak stabil (ukuran partikel, struktur, luas permukaan). - Kandungan abu dan sulfur tinggi:
Residu anorganik (ZnO, SiO₂, senyawa sulfur) membatasi penggunaan dalam aplikasi berkinerja tinggi. - Penerimaan pasar:
Industri karet dan ban membutuhkan siklus sertifikasi yang panjang; kepercayaan pasar masih berkembang.
T: Bagaimana Pengguna Biasa Dapat Menilai Kualitas rCB?
Perhatikan lima indikator utama (sebaiknya melalui pengujian pihak ketiga):
- Abu (550°C): ≤10% (semakin rendah semakin baik)
- Kehilangan pemanasan (950°C): ≤2%
- Total 16 PAH: ≤200 ppm (untuk aplikasi kelas ban)
- Penyerapan DBP: ≥90 ×10⁻⁵ m³/kg (struktur dipertahankan)
- Luas permukaan BET: ≥80 m²/g (≥100 m²/g untuk kualitas tinggi)
Karbon hitam pirolisis iBerkembang pesat dari "limbah menjadi nilai" menjadi material penguat yang ramah lingkungan dan berkinerja tinggi. Kuncinya terletak pada teknologi pasca-pemrosesan yang canggih dan kepatuhan terhadap peraturan. Lima tahun ke depan akan menjadi periode emas bagi perombakan industri dan terobosan kualitas.
Terima kasih sudah membaca. Semoga artikel saya bermanfaat. Silakan tinggalkan komentar di bawah. Anda juga bisa menghubungi perwakilan pelanggan Zelda online untuk pertanyaan lebih lanjut.
— Diposting oleh Emily Chen