คาร์บอนแบล็กไพโรไลซิส (เรียกอีกอย่างว่า กู้คืนแล้ว คาร์บอนสีดำ, rCB) เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งที่ได้จากการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงของเศษยาง ยางเสีย และของเสียอินทรีย์อื่นๆ ภายใต้สภาวะที่ไม่มีออกซิเจนหรือมีออกซิเจนจำกัด
- แหล่งที่มาหลัก:ส่วนใหญ่มาจากการรีไซเคิลยางรถยนต์ ในโรงงานไพโรไลซิส ยางรถยนต์ที่ใช้แล้วจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์แบบปิด ซึ่งความร้อนจะย่อยสลายยางรถยนต์ให้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ก๊าซติดไฟ ลวดเหล็ก และไพโรไลซิส คาร์บอนสีดำ.
ความแตกต่างจากคาร์บอนแบล็คทั่วไป
คาร์บอนแบล็คธรรมดา:เกิดจากการเผาไหม้ปิโตรเลียมหรือก๊าซธรรมชาติที่ไม่สมบูรณ์ กระบวนการนี้ได้รับการควบคุม ทำให้ได้ความบริสุทธิ์ โครงสร้าง และเคมีพื้นผิวที่สม่ำเสมอ
คาร์บอนแบล็กไพโรไลซิส:องค์ประกอบมีความซับซ้อนมากขึ้น ประกอบด้วยสารเจือปนอนินทรีย์ (สังกะสี กำมะถัน ซิลิกา เถ้า) และไฮโดรคาร์บอนตกค้างจากสารเติมแต่งยางรถยนต์ มีค่ากิจกรรมพื้นผิวต่ำ โครงสร้างไม่สม่ำเสมอ และประสิทธิภาพโดยตรงต่ำกว่าคาร์บอนแบล็กทั่วไปอย่างมาก
ดังนั้น การปรับเปลี่ยนจึงมีความจำเป็นก่อนที่ rCB จะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นสารตัวเติมเสริมแรงในยาง พลาสติก และการใช้งานที่มีมูลค่าสูงอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงการใช้ทรัพยากรอย่างเป็นระบบ
ลักษณะการทำงานหลักของ rCB
- ความเฉื่อยของพื้นผิว:ขาดกลุ่มฟังก์ชันที่ใช้งาน (–OH, –COOH) ส่งผลให้มีความเข้ากันได้ไม่ดีและพันธะกับเมทริกซ์โพลีเมอร์อ่อนแอ
- ปริมาณสิ่งเจือปนสูง:มีเถ้า (เกลืออนินทรีย์ ออกไซด์ของโลหะ) กำมะถัน และไฮโดรคาร์บอนที่เหลือในปริมาณมาก ซึ่งลดความบริสุทธิ์และประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์
- โครงสร้างมวลรวมที่ไม่สม่ำเสมอโดยทั่วไปจะมีระดับโครงสร้างที่ต่ำกว่า (การดูดซับ DBP) เมื่อเทียบกับคาร์บอนแบล็กทั่วไป ส่งผลให้การเสริมแรงอ่อนแอกว่า
- กว้าง ขนาดอนุภาค การกระจายแม้ว่าจะมีขนาดใกล้เคียงกันกับคาร์บอนแบล็ก N550–N990 แต่การกระจายตัวไม่สม่ำเสมอ
โดยรวมแล้ว คาร์บอนแบล็กไพโรไลซิสที่ไม่ได้ดัดแปลงจะมีประสิทธิภาพไม่ดี ได้แก่ การเสริมแรงที่อ่อนแอ การกระจายตัวที่ไม่ดี และคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุผสมลดลง (ความแข็งแรงแรงดึง ความแข็งแรงการฉีกขาด ความต้านทานการสึกหรอ)
วิธีการดัดแปลงแบบธรรมดาและผลกระทบ
การดัดแปลงทางกายภาพ
- การบด/การโม่: โดยใช้ เครื่องบดลูกบอล, โรงสีเจ็ทฯลฯ เพื่อทำลายมวลรวมขนาดใหญ่ ช่วยเพิ่มการกระจายตัว แต่การบดที่มากเกินไปอาจทำลายโครงสร้างของมวลรวมได้
- การอัดเม็ด:การอัดเม็ดแบบแกรนูลทำให้เกิดอนุภาคที่มีขนาดสม่ำเสมอ ลดฝุ่น และเพิ่มความหนาแน่นของมวล ช่วยเพิ่มความสามารถในการแปรรูป แต่ไม่ได้เพิ่มกิจกรรมบนพื้นผิว
เคมี การปรับเปลี่ยน (มีประสิทธิผลสูงสุดและใช้กันอย่างแพร่หลาย)
- ออกซิเดชันพื้นผิว:การบำบัดด้วยสารออกซิไดซ์ (กรดไนตริก ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โอโซน) หรือการออกซิเดชันด้วยความร้อนในอากาศ จะทำให้เกิดหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจน (–COOH, –OH, –C=O) ช่วยเพิ่มพลังงานพื้นผิว ความสามารถในการดูดซับน้ำ และพันธะระหว่างผิวกับพอลิเมอร์ที่มีขั้ว (เช่น ไนลอน) นี่เป็นแนวทางหลักที่คุ้มค่า
- การปรับเปลี่ยนการต่อกิ่ง:การต่อกิ่งพอลิเมอร์หรือสารจับคู่เฉพาะ (เช่น ไซเลน KH-550, TESPT) ลงบนพื้นผิว rCB เพื่อให้เข้ากันได้กับเมทริกซ์บางชนิด ช่วยเพิ่มการยึดเกาะกับยางซิลิโคนหรือสารประกอบยางได้อย่างมีนัยสำคัญ
- พื้นผิว การเคลือบ:การเคลือบด้วยเรซิน สารลดแรงตึงผิว หรือโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ จะช่วยปรับปรุงการกระจายตัวและการแปรรูปได้ แม้ว่าการเคลือบอาจเสื่อมสภาพในระหว่างการประมวลผลก็ตาม
แนวโน้มในอนาคต
- เทคโนโลยีสีเขียวและต้นทุนต่ำ:การพัฒนาขั้นตอนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (เช่น การบำบัดด้วยพลาสม่า การดัดแปลงทางชีวภาพ) พร้อมทั้งลดต้นทุน
- แอปพลิเคชันที่มีมูลค่าสูง:การปรับเปลี่ยนอย่างล้ำลึก (เช่น การสร้างกราฟิไทเซชัน) เพื่ออัพเกรด rCB จากสารตัวเติมยางไปเป็นวัสดุที่ใช้งานได้ (เช่น อิเล็กโทรดแบตเตอรี่ สารดูดซับ)
- การสร้างมาตรฐานและการประมวลผลอัจฉริยะ:การกำหนดมาตรฐานการตรวจจับและการประเมินอย่างรวดเร็วสำหรับแหล่ง rCB ที่แตกต่างกัน ร่วมกับ AI เพื่อปรับพารามิเตอร์การปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมสำหรับการรักษาที่แม่นยำ
การดัดแปลงเป็นขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยน rCB จาก "ขยะ" ให้เป็น "ทรัพยากร" ด้วยนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง ไม่เพียงแต่จะช่วยลดมลพิษทางสิ่งแวดล้อมได้เท่านั้น แต่ยังส่งเสริมเป้าหมายด้านเศรษฐกิจหมุนเวียนและความเป็นกลางทางคาร์บอนได้อีกด้วย
ผงมหากาพย์
ด้วยความเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการบดและปรับเปลี่ยนแบบละเอียดพิเศษมากกว่า 20 ปี ผงมหากาพย์ นำเสนอโซลูชันขั้นสูงสำหรับกระบวนการ rCB ด้วยการผสานรวมการบด การจำแนกประเภท และการปรับพื้นผิว Epic Powder ช่วยเปลี่ยนคาร์บอนแบล็กจากกระบวนการไพโรไลซิสให้เป็นวัสดุฟังก์ชันที่มีมูลค่าสูง ช่วยให้สามารถรีไซเคิลได้อย่างยั่งยืนและมีส่วนช่วยสร้างอนาคตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น