Pyrolyse koolstofzwart (ook bekend als hersteld carbon zwart, rCB) is een vast product dat wordt verkregen door pyrolyse op hoge temperatuur van afgedankte banden, afvalrubber en ander organisch afval onder zuurstofloze of zuurstofbeperkte omstandigheden.
- Kernbron: Komt voornamelijk voort uit de recycling van banden. In pyrolyse-installaties worden afgedankte banden in een gesloten reactor geleid, waar ze door verhitting worden afgebroken tot stookolie, brandbaar gas, staaldraad en pyrolyse. carbon zwart.
Verschil met conventioneel koolstofzwart
Conventioneel koolstofzwart: Geproduceerd door onvolledige verbranding van aardolie of aardgas. Het proces is gecontroleerd en resulteert in een uniforme zuiverheid, structuur en oppervlaktechemie.
Pyrolyse Carbon Black: De samenstelling is complexer en bevat anorganische onzuiverheden (zink, zwavel, silica, as) en restkoolwaterstoffen van bandenadditieven. De oppervlakteactiviteit is laag, de structuur onregelmatig en de directe prestaties aanzienlijk lager dan die van conventionele carbon black.
Daarom is modificatie essentieel voordat rCB opnieuw kan worden gebruikt als versterkende vulstof in rubber, kunststoffen en andere hoogwaardige toepassingen. Zo wordt circulair gebruik van grondstoffen gegarandeerd.
Belangrijkste prestatiekenmerken van rCB
- Oppervlakte-inertheid: Ontbreekt actieve functionele groepen (–OH, –COOH), wat resulteert in slechte compatibiliteit en zwakke binding met polymeermatrices.
- Hoog gehalte aan onzuiverheden: Bevat aanzienlijke hoeveelheden as (anorganische zouten, metaaloxiden), zwavel en restkoolwaterstoffen, die de zuiverheid en prestaties van het product verminderen.
- Onregelmatige aggregaatstructuur: Vertoont doorgaans een lagere structuurgraad (DBP-absorptie) dan conventioneel koolstofzwart, wat leidt tot een zwakkere versterking.
- Breed Deeltjesgrootte Verdeling: Hoewel vergelijkbaar in omvang met N550–N990 koolstofzwart, is de verdeling ongelijkmatig.
Over het algemeen presteert ongemodificeerd pyrolyse-roet slecht: zwakke versterking, slechte dispergeerbaarheid en vermindering van de mechanische eigenschappen van het composiet (treksterkte, scheursterkte, slijtvastheid).
Conventionele modificatiemethoden en effecten
Fysieke modificatie
- Slijpen/frezen: Gebruik makend van kogelmolens, straalmolens, enz. om grote aggregaten te breken. Verbetert de dispergeerbaarheid, maar overmatig malen kan de aggregaatstructuur beschadigen.
- Pelletiseren: Extrusiegranulatie vormt uniforme deeltjes, vermindert stof en verbetert de bulkdichtheid. Verbetert de verwerkbaarheid, maar niet de oppervlakteactiviteit.
Chemisch Wijziging (meest effectief en meest gebruikt)
- OppervlakteoxidatieBehandeling met oxidatiemiddelen (salpeterzuur, waterstofperoxide, ozon) of thermische oxidatie in de lucht introduceert zuurstofhoudende functionele groepen (–COOH, –OH, –C=O). Verbetert de oppervlakte-energie, hydrofiliteit en grensvlakbinding met polaire polymeren (bijv. nylon). Dit is de gangbare, kosteneffectieve aanpak.
- Entmodificatie: Het enten van specifieke polymeren of koppelingsmiddelen (bijv. silaan KH-550, TESPT) op rCB-oppervlakken om de compatibiliteit met bepaalde matrices te optimaliseren. Verbetert de hechting met siliconenrubber of bandencompounds aanzienlijk.
- Oppervlak CoatingCoating met harsen, oppervlakteactieve stoffen of polymeren met een laag moleculair gewicht verbetert de dispergeerbaarheid en verwerkbaarheid, hoewel coatings tijdens de verwerking kunnen afbreken.
Toekomstperspectief
- Groene en goedkope technologieën: Ontwikkeling van milieuvriendelijke processen (bijv. plasmabehandeling, biomodificatie) waarbij de kosten worden verlaagd.
- Hoogwaardige toepassingen: Diepe modificatie (bijv. grafitisering) om rCB te upgraden van rubbervulstof naar functioneel materiaal (bijv. batterij-elektroden, adsorbentia).
- Standaardisatie en intelligente verwerking: Het vaststellen van snelle detectie- en evaluatienormen voor verschillende rCB-bronnen, gecombineerd met AI om modificatieparameters te optimaliseren voor een nauwkeurige behandeling.
Modificatie is de belangrijkste stap in de transformatie van rCB van 'afval' naar 'hulpbron'. Door continue innovatie kan niet alleen de zwarte vervuiling worden verminderd, maar kunnen ook de doelstellingen voor de circulaire economie en koolstofneutraliteit worden bevorderd.
Episch poeder
Met meer dan 20 jaar expertise in ultrafijne maal- en modificatietechnologieën, Episch poeder Biedt geavanceerde oplossingen voor rCB-verwerking. Door de integratie van frezen, classificatie en oppervlaktemodificatie helpt Epic Powder pyrolysekoolstofzwart om te zetten in hoogwaardige functionele materialen, wat duurzame recycling mogelijk maakt en bijdraagt aan een groenere toekomst.