灯黑生产工艺
在该工艺过程中,原料在直径大至1.5 m的平坦的燃烧铁盘上燃烧,含有炭黑的燃烧气体由内铺有砖块的排气罩收集,然后通过弯管(弯折1/4)和通火管到达沉积的装置。炭黑光稳定性光会使塑料老化,尤其是阳光中的紫外线会加速塑料的老化。为了控制所产炭黑的特性,应当保证在燃烧盘和排气罩之间的间隙附近,原料主要作不完全燃烧。而在稍进管道里面,燃烧在氧气不足下发生热烈解,因而形成较大的炭黑颗粒,由于这些原因,组成较宽范围的粒径分布,主要特征为颗粒粗大。由于在燃烧盘和排气罩间隙间形成的颗粒只有小部分能与空气中的氧份接触,因此这些炭黑只有少量的表面氧化物,相应的pH值呈中性,并且挥发份较少。
气黑的生产工艺
气黑此名称源于其生产过程:原料烃加热时先气化,然后由可自燃的气体(供以能量)作为载体带到燃烧器内,炭黑在这些蝙蝠形的燃烧器所发出的大量扇形的火焰中生成。由于生产工艺的不同,通过不同的工艺条件可得到各种性质不同的产品。由于每束火焰都较小且在空气中燃烧,炭黑的形成,与灯黑生产工艺很不同(不完全燃烧)。在此炭黑颗粒很细,根据不同种类,平均粒径在10~30nm之间,气黑平均粒径为13 nm。燃烧的火焰上,是一个缓慢旋转的充水转鼓,炭黑在转鼓上沉积,在经刮到把炭黑刮走,当温度仍高时,新生成炭黑与空气中的氧接触,于是发生部分氧化,形成了大量的酸性基团,相应气黑pH值介于酸性范围。并可得到约6%的挥发份,代表其表面氧化物含量。
碳元素不同的排列组合会形成不同的物质,比如金刚石和石墨,就是因为碳元素的排列组合不一样造成的。经过助剂润湿分散后的碳黑粒子在液态中不会重聚成大颗粒碳黑,在纸纤维中以微细颗粒密集均匀分布,遮盖力强,很难存在间隙透光,所以遮光度很高。炭黑的主要元素也是碳元素,所以炭黑的性质也取决于碳元素的结构,用于PE管材的炭黑需要很好的分散性能才行,不同的色母料在上佳的条件下混合所得的产物与炭黑的粒径相关。所以炭黑的分散性除了取决于物理混合因素之外,也取决于炭黑色母料的本身性质,炭黑的粒径越小,分散效果也就越好。