Pirolisis karbon hitam (juga dikenali sebagai pulih karbon hitam, rCB) ialah produk pepejal yang diperoleh daripada pirolisis suhu tinggi tayar buangan, getah buangan dan sisa organik lain dalam keadaan bebas oksigen atau terhad oksigen.
- Sumber Teras: Terutamanya datang daripada kitar semula tayar. Dalam loji pirolisis, sisa tayar dimasukkan ke dalam reaktor tertutup, di mana pemanasan mengurainya menjadi minyak bahan api, gas mudah terbakar, dawai keluli dan pirolisis. karbon hitam.
Perbezaan dari Carbon Black Konvensional
Hitam Karbon Konvensional: Dihasilkan oleh pembakaran tidak lengkap petroleum atau gas asli. Proses ini dikawal, menghasilkan ketulenan seragam, struktur, dan kimia permukaan.
Pirolisis Karbon Hitam: Komposisi lebih kompleks, mengandungi kekotoran bukan organik (zink, sulfur, silika, abu) dan sisa hidrokarbon daripada bahan tambahan tayar. Aktiviti permukaannya rendah, struktur tidak teratur, dan prestasi langsung jauh lebih rendah daripada karbon hitam konvensional.
Oleh itu, pengubahsuaian adalah penting sebelum rCB boleh digunakan semula sebagai pengisi pengukuhan dalam getah, plastik, dan aplikasi lain yang bernilai tinggi, memastikan penggunaan sumber secara bulat.
Ciri Prestasi Utama rCB
- Lengai Permukaan: Kekurangan kumpulan berfungsi aktif (–OH, –COOH), mengakibatkan keserasian yang lemah dan ikatan lemah dengan matriks polimer.
- Kandungan Kekotoran yang Tinggi: Mengandungi banyak abu (garam tak organik, oksida logam), sulfur, dan sisa hidrokarbon, yang mengurangkan ketulenan dan prestasi produk.
- Struktur Agregat Tidak Teratur: Biasanya mempamerkan tahap struktur yang lebih rendah (penyerapan DBP) daripada karbon hitam konvensional, yang membawa kepada tetulang yang lebih lemah.
- luas Saiz Zarah Pengagihan: Walaupun saiznya setanding dengan N550–N990 karbon hitam, pengedaran adalah tidak sekata.
Secara keseluruhan, pirolisis karbon hitam yang tidak diubah suai berprestasi lemah: tetulang lemah, keterserakan yang lemah, dan pengurangan sifat mekanikal komposit (kekuatan tegangan, kekuatan koyak, rintangan haus).
Kaedah dan Kesan Pengubahsuaian Konvensional
Pengubahsuaian Fizikal
- Pengisaran/Pengilangan: Menggunakan kilang bola, kilang jet, dsb. untuk memecahkan agregat besar. Meningkatkan keterserakan, tetapi pengilangan yang berlebihan boleh merosakkan struktur agregat.
- Pelletizing: Butiran penyemperitan membentuk zarah seragam, mengurangkan habuk, dan meningkatkan ketumpatan pukal. Meningkatkan kebolehprosesan, tetapi bukan aktiviti permukaan.
kimia Pengubahsuaian (paling berkesan dan digunakan secara meluas)
- Pengoksidaan Permukaan: Rawatan dengan agen pengoksidaan (asid nitrik, hidrogen peroksida, ozon) atau pengoksidaan terma dalam udara memperkenalkan kumpulan berfungsi yang mengandungi oksigen (–COOH, –OH, –C=O). Meningkatkan tenaga permukaan, hidrofilik, dan ikatan antara muka dengan polimer kutub (cth, nilon). Ini adalah aliran perdana, pendekatan kos efektif.
- Pengubahsuaian Cantuman: Cantuman polimer atau agen gandingan tertentu (cth, silane KH-550, TESPT) pada permukaan rCB untuk menyesuaikan keserasian dengan matriks tertentu. Meningkatkan ikatan dengan getah silikon atau sebatian tayar dengan ketara.
- Permukaan Salutan: Salutan dengan resin, surfaktan atau polimer berat molekul rendah meningkatkan kebolehserakan dan kebolehprosesan, walaupun salutan mungkin merosot semasa pemprosesan.
Tinjauan Masa Depan
- Teknologi Hijau dan Kos Rendah: Pembangunan proses mesra alam (cth, rawatan plasma, pengubahsuaian bio) sambil mengurangkan kos.
- Aplikasi Bernilai Tinggi: Pengubahsuaian mendalam (cth, grafitisasi) untuk menaik taraf rCB daripada pengisi getah kepada bahan berfungsi (cth, elektrod bateri, penjerap).
- Standardisasi dan Pemprosesan Pintar: Mewujudkan piawaian pengesanan dan penilaian pantas untuk sumber rCB yang berbeza, digabungkan dengan AI untuk mengoptimumkan parameter pengubahsuaian untuk rawatan yang tepat.
Pengubahsuaian ialah langkah utama dalam mengubah rCB daripada "sisa" kepada "sumber." Melalui inovasi berterusan, bukan sahaja pencemaran hitam dapat dikurangkan, tetapi matlamat ekonomi bulat dan neutral karbon juga boleh dimajukan.
Bedak Epik
Dengan lebih 20 tahun kepakaran dalam pengisaran ultrahalus dan teknologi pengubahsuaian, Bedak Epik menyediakan penyelesaian lanjutan untuk pemprosesan rCB. Dengan menyepadukan pengilangan, pengelasan dan pengubahsuaian permukaan, Serbuk Epik membantu mengubah karbon hitam pirolisis kepada bahan berfungsi bernilai tinggi, membolehkan kitar semula yang mampan dan menyumbang kepada masa depan yang lebih hijau.