炭黑是什么?一文带你了解炭黑的全部知识!
提起炭黑,大部分人可能认为它只是一种颜料,其实炭黑是一种很重要的工业原材料,它普遍应用于人们的日常生活中。那炭黑到底是怎样和我们的生活息息相关的呢?在工业当中炭黑又扮演着怎样的角色?炭黑有什么作用,主要用途是什么?接下来小编将从炭黑是什么、炭黑的历史发展、炭黑工业的兴起、炭黑的用途、炭黑的分类、炭黑的结构与功能、炭黑的生产工艺和炭黑工业的发展这八个方面来系统地讲一讲:你不了解的工业原材料——炭黑。
一、炭黑是什么?
碳黑(carbon black),又名炭黑,是一种无定形碳,轻、松而极细的黑色粉末,可以形象理解为锅底灰。它是煤、天然气、重油、燃料油等含碳物质在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。
炭黑主要成分是碳,是人类最早开发、应用和目前产量最大的纳米材料,其基本粒子尺寸在10--100nm之间,具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能,被国际化学品领域列为二十五种基本化工产品及精细化工产品之一。炭黑工业对轮胎行业、染化行业以及提高民用生活产品质量等方面具有非常重要的意义。
二、炭黑的历史发展
在近代石油化工原料中,炭黑是人类最早知道的重要产品之一,炭黑在古时称为“炱(tái)”、“烟炱”或“松烟”,“炱”这一名称一直沿用至十九世纪末,自1872年炭黑工业出现后,才逐渐被“炭黑”这一名词所代替。
炭黑的历史非常悠久,据记载,中国是世界上最早生产炭黑的国家之一。在古时候,人们焚烧动植物油、松树枝,收集火烟凝成的黑灰,用来调制墨和黑色颜料。距今三千年前殷商时期的甲骨文就是利用“烟炱”制墨记载的文字,我国古代的竹简也是用墨写成的。
三、炭黑工业的兴起
1821 年人们在北美地区首次用天然气为原料生产炭黑,从此炭黑便不再是“炱”那么简单了。1872年,世界上实现了炭黑的工业规模生产,同时出现了“炭黑”这一术语,大片油气田相继开采,源源不断的原料供应推动了炭黑生产由手工操作迈入大规模工业化时代。
1904年,英国人莫特(Mote)发现炭黑用作橡胶补强剂,比当时用氧化锌的效果好得多。
1912年,美国固特异(Goodyear)公司首先把炭黑用作轮胎的补强材料。
二十世纪前十年,当时的轮胎还是白色或红色的,行驶里程仅3000km;自从使用炭黑之后,行驶里程超过60000 km;炭黑在补强上面的优势大大推动了炭黑的大规模工业化生产。
具体历程可以简述如下:
1、炭黑工业初始时期:以天然气为原料,主要生产方法为槽法。设备体积庞大,且产量较低。
2、20世纪40年代炉法炭黑,包括油炉法、气炉法。此种生产方法设备体积变小,产量增大,但质量不如槽法炭黑。
3、我国在20世纪50年代首先在抚顺、四川开始生产槽法炭黑,60年代开始生产炉法炭黑。80-90年代由天津炭黑厂在1985年引入美国大陆炭黑1.5万吨硬质线。以后由天津炭黑厂、抚顺化工厂、炭黑研究院对引进生产线进行了吸收改造。