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[技术资料] 炭黑的分类
P:2009-09-30 10:27:52
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一、炭黑的定义
炭黑是由许多烃类物质(固态、液态或气态)经不完全燃烧或裂解生成的。它主要由碳元素组成,其微晶具有准石墨结构,且呈同心取向,其粒子是近乎球形的粒子,而这些粒子大都熔结成聚集体。
二、炭黑的分类
炭黑是橡胶工业的主要补强剂。为适应橡胶工业的发展要求,人们开发了五十余种规格牌号的炭黑。以前炭黑分类有按制法分,也有按作用分,后来发展了ASTM-1765这种新的分类方法。这种方法的出现结束了以前分类混乱、缺乏科学表征炭黑的状况,但其缺点是没有反映出炭黑的结构度。炭黑的几种分类方法分述如下。
(1)按制造方法分
①接触法炭黑:接触法炭黑,其中包括槽法炭黑、滚筒法炭黑和圆盘法炭黑。
槽法炭黑转化率大约为5%。其特点是含氧量大(平均可达3%),呈酸性,灰分较少(一般低于0.1%)。
②炉法炭黑:炉法炭黑的特点是含氧量少(约1%),呈碱性,灰分较多(一般为0.2%~0.6%),这可能是由于水冷时水中矿物质带来的。
③热裂法炭黑:转化率30%~47%。炭黑粒子粗大,补强性低,含氧量低(不到0.2%),含碳量达99%以上。
④新工艺炭黑:新工艺炭黑的聚集体较均匀,分布较窄,着色强度比传统的高十几个单位,形态较开放,表面较光滑。N375、N339、N352、N234、N299等均为新工艺炭黑。
(2)按作用分:
①硬质炭黑:粒径在40nm以下,补强性高的炭黑,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑等。
②软质炭黑:粒径在40nm以上,补强性低的炭黑,如半补强炭黑、热裂法炭黑等。
这种分类方法比较粗略,主要是根据炭黑的性质及对橡胶的补强效果来分类命名的。
(3)按ASTM标准分类
我国在80年代开始采用美国ASTM-1765-81分类命名法。该命名法由四个字组成,第一个符号为N或S,代表硫化速度。其中N表示正常硫化速度;而S表示硫化速度慢。N及S符号后有三个数,第一位数表示炭黑的平均粒径范围;第二位和第三位数无明确意义,代表各系列中不同牌号间的区别。其粒径按电镜法测得的数据划分为10个范围,橡胶用炭黑粒径范围在11-500nm之间,表1是橡胶用炭黑的分类命名。
表1橡胶用炭黑粒径分类
ASTM系列 | 粒径范围nm | 典型炭黑品种 | ASTM名称英文缩写 | 中文名称 |
N100 | 11~19 | N110 | SAF | 超耐磨炉黑 |
N200 | 20~25 | N220 | ISAF | 中超耐磨炉黑 |
N300 | 26~30 | N330 | HAF | 高耐磨炉黑 |
N400 | 31~39 | N472 | XCF | 特导电炉黑 |
N500 | 40~48 | N550 | FEF | 快压出炉黑 |
N600 | 49~60 | N660 | GPF | 通用炉黑 |
N700 | 61~100 | N765 | SRF-HS | 高结构半补强炉黑 |
N800 | 101~200 | N880 | FT | 细粒子热裂法炭黑 |
N900 | 201~500 | N990 | MT | 中粒子热裂法炭黑 |
S200 | 20~25 | S212 | ISAF-LS-SC | 代槽炉黑(中超耐磨炉黑型) |
S300 | 26~30 | S315 | HAF-LS-SC | 代槽炉黑(超耐磨炉黑型) |