V: Wat is pyrolyse-carbonblack?
Pyrolyse koolstofzwart (algemeen bekend als printplaat, Pyro-CB, of rCB) is de vaste stof carbon zwart product verkregen uit de pyrolyse van afgedankte banden, afvalrubber of andere koolstofrijke polymeermaterialen.
Tijdens pyrolyse (meestal bij 450-900 °C onder zuurstofarme of zuurstofarme omstandigheden) wordt het industriële roet dat oorspronkelijk in banden aanwezig is (zoals N330, N660, enz.) thermisch afgebroken. Het resulterende product is roet waarvan het oppervlak bedekt is met pyrolyseolie, teer, polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) en andere organische stoffen, terwijl het asgehalte (ZnO, SiO₂, sulfiden, enz.) aanzienlijk hoger wordt – vandaar de naam "secundair roet".
V: Wat zijn de verschillen tussen zuivere koolstofzwart en pyrolyse koolstofzwart?
| Item | Virgin Carbon Black (VCB) | Pyrolyse Carbon Black (rCB) |
|---|---|---|
| Bron | Onvolledige verbranding van aardolie/aardgas | Bijproduct van pyrolyse van afvalbanden |
| As | <0,5% | 10–20% (of zelfs hoger) |
| Vluchtige materie | <1.5% | 3–15% (resterende teer, PAK's) |
| Oppervlakte | 30–120 m²/g afhankelijk van de kwaliteit | Oorspronkelijk vergelijkbaar, maar verminderd door afgezette resten |
| Oppervlakteactiviteit | Hoog | Lager (vereist activering na behandeling) |
| PAK's | Zeer laag | Hoger (Benzo[a]pyreen kan ppm-niveaus bereiken) |
| Prijs | 8.000–15.000 RMB/ton | 2.000–5.000 RMB/ton (6.000+ na raffinage) |
V: Wat zijn de belangrijkste toepassingen van rCB?
- Laag bereik: Brandstof (calorische waarde 28–32 MJ/kg), cementoven co-processing
- Middenbereik: Rubbervuller (halfversterkend, ter vervanging van N550/N660), kunststof masterbatches, kleur masterbatches
- High-end (na verfijning): Bandenloopvlakcompounds, transportbandbekledingsrubber, hoogwaardige rubberproducten; gedeeltelijke vervanging voor N234, N339, enz.
V: Waarom zijn de versterkingsprestaties van ruwe pyrolyse-carbonblack slecht?
Omdat:
- Het oppervlak is bedekt met amorfe koolstof, teer en PAK's, waardoor de chemisch verbindingspunten met rubber.
- Een hoog asgehalte (vooral ZnO, SiO₂) leidt tot een losse structuur en slechte dispergeerbaarheid.
- Breed deeltjesgrootte distributie; aggregaten raken beschadigd of klonteren opnieuw samen.
V: Wat zijn de belangrijkste Verfijnen/Wijziging Technologieën voor rCB?
1. Hogetemperatuur-devolatilisatie (secundaire warmtebehandeling):
Een draaioven of wervelbedoven met een temperatuur van 800–1100°C verwijdert oppervlakteteer en de meeste PAK's; de fundamentele verfijningsstap.
2.Ultrafijn slijpen + precisie lucht classificator :
Het pyrolysekoolstofzwart wordt verpulverd tot d50 = 2,5–4,5 μm en d97 ≤ 10–15 μm met behulp van een luchtclassificatie molen, terwijl grove asdeeltjes en agglomeraten nauwkeurig worden verwijderd.
Resultaten:
- Oppervlakte neemt toe 15–40% (bijv. van 50–60 m²/g tot 80–110 m²/g)
- DBP-olie-absorptie neemt toe 20–40 ×10⁻⁵ m³/kg
- De dispergeerbaarheid verbetert aanzienlijk; de Mooney-viscositeit neemt af 8–15 MU
- Asgehalte verlaagd van 16% tot 11–13% (mechanische asverwijdering)
3. Ontassen met zuurwassing: HCl/H₂SO₄ verwijdert ZnO, CaCO₃, enz.; as kan dalen tot <5%.
4. Oxidatieve modificatie: HNO₃, H₂O₂ en ozon introduceren zuurstofbevattende groepen om de oppervlakteactiviteit te verbeteren.
5. Plasma/microgolf modificatie: Snelle verwijdering van PAK's; zeer efficiënt maar kostbaar.
6.Natte granulatie + oppervlak bekleding: Silane-koppelingsmiddelen zoals Si69, A-189 ter verbetering van de compatibiliteit met rubber.
7. Vacuüm continue pyrolyse + inline devolatilisatie: Upgrades van front-endprocessen.
V: Zal Pyrolyse-carbonblack de oorspronkelijke carbonblack volledig vervangen?
Nee, maar het wordt wel een belangrijk supplement.
Door 2030:
- Wereldwijde vraag naar koolstofzwart van bandenkwaliteit ≈ 18 miljoen ton
- Aanvoer van teruggewonnen koolstofzwart (rCB): 1,5–2 miljoen ton, of 8–11%
- Het EU-beleid inzake ‘duurzame banden’ kan verplichten 5–10% rCB-inhoud
V: Wat zijn de grootste uitdagingen voor de rCB-industrie?
Hoewel rCB voordelen biedt op milieu- en economisch gebied, kent de industrialisatie nog steeds obstakels:
- Prestatieconsistentie:
Variatie in de grondstof voor afvalbanden leidt tot een onstabiele kwaliteit (deeltjesgrootte, structuur, oppervlak). - Hoog as- en zwavelgehalte:
Anorganische resten (ZnO, SiO₂, zwavelverbindingen) beperken het gebruik in toepassingen met hoge prestaties. - Marktacceptatie:
De rubber- en bandenindustrie heeft behoefte aan lange certificeringscycli; het vertrouwen in de markt is nog in ontwikkeling.
V: Hoe kunnen gewone gebruikers de kwaliteit van rCB beoordelen?
Kijk naar vijf belangrijke indicatoren (bij voorkeur via tests door derden):
- As (550°C): ≤10% (hoe lager hoe beter)
- Verlies bij verhitting (950°C): ≤2%
- Totaal 16 PAK's: ≤200 ppm (voor toepassingen in banden)
- DBP-absorptie: ≥90 ×10⁻⁵ m³/kg (structuur behouden)
- BET-oppervlak: ≥80 m²/g (≥100 m²/g voor hoogwaardige kwaliteiten)
Pyrolyse koolstofzwart ievolueert snel van "afval-naar-waarde" naar een groen, hoogwaardig versterkingsmateriaal. De sleutel ligt in geavanceerde nabewerkingstechnologie en naleving van de regelgeving. De komende vijf jaar zullen een gouden periode zijn voor industriële herstructurering en kwaliteitsdoorbraken.
Bedankt voor het lezen. Ik hoop dat mijn artikel je helpt. Laat hieronder een reactie achter. Je kunt ook contact opnemen met de klantenservice van Zelda Online voor verdere vragen.
— Geplaatst door Emily Chen