S: Apakah Pyrolysis Carbon Black?
Pirolisis karbon hitam (biasa disebut sebagai PCB, Pyro-CB, atau rCB) ialah pepejal karbon hitam produk yang diperoleh daripada pirolisis tayar buangan, getah buangan atau bahan polimer kaya karbon lain.
Semasa pirolisis (biasanya pada 450–900°C dalam keadaan kekurangan oksigen atau oksigen rendah), karbon hitam industri yang asalnya terdapat dalam tayar (seperti N330, N660, dll.) terurai secara terma. Produk yang terhasil ialah karbon hitam yang permukaannya disalut dengan minyak pirolisis, tar, hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), dan organik lain, manakala kandungan abu (ZnO, SiO₂, sulfida, dsb.) menjadi lebih tinggi dengan ketara—maka dinamakan “karbon hitam sekunder”.
S：Apakah Perbezaan Antara Virgin Carbon Black dan Pyrolysis Carbon Black?
| item | Karbon Hitam Dara (VCB) | Pirolisis Karbon Hitam (rCB) |
|---|---|---|
| Sumber | Pembakaran petroleum/gas asli yang tidak lengkap | Hasil sampingan pirolisis tayar buangan |
| Abu | <0.5% | 10–20% (atau lebih tinggi) |
| Bahan meruap | <1.5% | 3–15% (sisa tar, PAH) |
| Kawasan permukaan | 30–120 m²/g bergantung pada gred | Sama pada asalnya, tetapi berkurangan kerana sisa yang didepositkan |
| Aktiviti permukaan | tinggi | Lebih rendah (memerlukan pengaktifan selepas rawatan) |
| PAH | Sangat rendah | Lebih tinggi (Benzo[a]pyrene mungkin mencapai tahap ppm) |
| harga | 8,000–15,000 RMB/tan | 2,000–5,000 RMB/tan (6,000+ selepas penapisan) |
S: Apakah Aplikasi Utama rCB?
- Rendah: Bahan api (nilai kalori 28–32 MJ/kg), pemprosesan bersama tanur simen
- Julat pertengahan: Pengisi getah (separa tetulang, menggantikan N550/N660), kumpulan induk plastik, kumpulan induk warna
- Tertinggi (selepas diperhalusi): Sebatian bunga tayar, getah penutup tali pinggang penghantar, produk getah berprestasi tinggi; penggantian separa untuk N234, N339, dsb.
S: Mengapakah Pirolisis Mentah Karbon Hitam Kurang dalam Prestasi Pengukuhan?
Kerana:
- Permukaan dilindungi oleh karbon amorf, tar, dan PAH, mengurangkan kimia tapak ikatan dengan getah.
- Kandungan abu yang tinggi (terutamanya ZnO, SiO₂) menyebabkan struktur longgar dan keterserakan yang lemah.
- lebar saiz Zarah pengedaran; agregat rosak atau terkumpul semula.
S: Apakah Yang Utama Penapisan/Pengubahsuaian Teknologi untuk rCB?
1. Devolatilisasi suhu tinggi (rawatan haba sekunder):
800–1100°C tanur berputar atau katil terbendalir menghilangkan tar permukaan dan kebanyakan PAH; langkah penghalusan asas.
2.Ultrafine pengisaran + ketepatan pengelas udara :
Karbon hitam pirolisis dilumatkan kepada d50 = 2.5–4.5 μm dan d97 ≤ 10–15 μm menggunakan kilang pengelas udara, sambil mengeluarkan zarah abu kasar dan aglomerat dengan tepat.
Keputusan:
- Luas permukaan bertambah 15–40% (cth, daripada 50–60 m²/g kepada 80–110 m²/g)
- Penyerapan minyak DBP meningkat 20–40 ×10⁻⁵ m³/kg
- Penyebaran bertambah baik dengan ketara; Kelikatan Mooney berkurangan 8–15 MU
- Kandungan abu dikurangkan daripada 16% hingga 11–13% (penyahabuan mekanikal)
3. Penyahkabuan pencuci asid: HCl/H₂SO₄ menghilangkan ZnO, CaCO₃, dsb.; abu boleh jatuh kepada <5%.
4. Pengubahsuaian oksidatif: HNO₃, H₂O₂, ozon memperkenalkan kumpulan yang mengandungi oksigen untuk meningkatkan aktiviti permukaan.
5. Plasma/pengubahsuaian gelombang mikro: Penyingkiran PAH pantas; sangat cekap tetapi mahal.
6. Pembutiran basah + permukaan salutan: Ejen gandingan silane seperti Si69, A-189 untuk meningkatkan keserasian getah.
7. Pirolisis berterusan vakum + penyahvolatilan sebaris: Peningkatan proses bahagian hadapan.
S: Adakah Pirolisis Karbon Hitam Menggantikan Sepenuhnya Karbon Hitam Dara?
Tidak—tetapi ia akan menjadi suplemen utama.
Oleh 2030:
- Permintaan karbon hitam gred tayar global ≈ 18 juta tan
- Bekalan karbon hitam (rCB) pulih: 1.5–2 juta tan, atau 8–11%
- Polisi "Tayar Lestari" EU mungkin memberi mandat 5–10% kandungan rCB
S: Apakah Cabaran Utama Yang Dihadapi Industri rCB?
Walaupun rCB mempunyai kelebihan alam sekitar dan ekonomi, perindustrian masih menghadapi halangan:
- Konsistensi prestasi:
Perubahan dalam bahan suapan sisa tayar membawa kepada kualiti yang tidak stabil (saiz zarah, struktur, luas permukaan). - Kandungan abu dan sulfur yang tinggi:
Sisa tak organik (ZnO, SiO₂, sebatian sulfur) menghadkan penggunaan dalam aplikasi berprestasi tinggi. - Penerimaan pasaran:
Industri getah dan tayar memerlukan kitaran pensijilan yang panjang; kepercayaan pasaran masih berkembang.
S: Bagaimanakah Pengguna Biasa Boleh Menilai Kualiti rCB?
Lihat lima petunjuk utama (sebaik-baiknya melalui ujian pihak ketiga):
- Abu (550°C): ≤10% (lebih rendah lagi bagus)
- Kehilangan pemanasan (950°C): ≤2%
- Jumlah 16 PAH: ≤200 ppm (untuk aplikasi gred tayar)
- Penyerapan DBP: ≥90 ×10⁻⁵ m³/kg (struktur dikekalkan)
- Luas permukaan BET: ≥80 m²/g (≥100 m²/g untuk gred mewah)
Pirolisis karbon hitam iberkembang pesat daripada "sisa kepada nilai" menjadi bahan pengukuhan berprestasi tinggi yang hijau. Kuncinya terletak pada teknologi pasca pemprosesan termaju dan pematuhan peraturan. Lima tahun akan datang akan menjadi tempoh keemasan untuk rombakan industri dan pencapaian kualiti.
"Terima kasih kerana membaca. Saya harap artikel saya membantu. Sila tinggalkan komen di bawah. Anda juga boleh menghubungi wakil pelanggan dalam talian Zelda untuk sebarang pertanyaan lanjut."
— Dihantar oleh Emily Chen