炭黑在工业上的应用

2021年07月22日 阅读量:3

炭黑是现代工业中不可缺少的重要产品之一。绝大部分用于橡胶工业,其余则用于油墨、涂料及其他国民经济的许多部门中。炭黑的生产与人民的物质生活和文化生活有着十分密切的关系。

一、在橡胶工业上的应用橡胶工业所用的炭黑约占整个炭黑产量的90%以上。主要用于各种类型的轮胎,如汽车轮胎、拖拉机轮胎、飞机轮胎、力车胎、自行车胎等。每制造一条普通的汽车外胎,就需要10公斤左右的炭黑。在橡胶用炭黑中,约有四分之三以上的炭黑用于轮胎的制造,其余则用于其他橡胶制品,如胶带、胶管、胶鞋等。在橡胶制品工业中,炭黑的消耗量约占橡胶消耗量的40~50%。

炭黑在橡胶中的用量之所以这样多,是由于它具有优异的所谓“补强”能力。炭黑的这种“补强”能力早在1914年就首先在天然胶中发现。现在已经证实,对于合成橡胶,炭黑的补强能力起着更加重要的作用。炭黑补强的最重要的标志是改进轮胎胎面的磨耗性能,配合30%补强炭黑的轮胎可以行驶4.8~6.4万公里;而填充等量的惰性或非补强性填充剂代替炭黑,其行驶里程仅为4800公里。除此以外,补强的炭黑还能提高橡胶制品的抗张强度和抗撕裂强度等物理机械性能。比如,在天然胶或氯丁胶等结晶性橡胶中加入补工业添加剂强炭黑比未加入炭黑的硫化胶的抗张强度可以提高1~1.7倍左右;在丁苯胶或丁腈胶等非结晶橡胶中则可提高到4~12倍左右。

在橡胶工业中,要根据制品的用途和使用条件不同,确定炭黑品种及其配合量。例如,对于轮胎胎面,首先要考虑耐磨性,因此需要高补强性炭黑,如超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑或高耐磨炉黑等;而胎面和胎体胶料则要求滞后损失最小、生热低的炭黑。

二、在油墨工业上的应用

炭黑是黑色印刷油墨的二甲基硅油乳化剂主要原料,近代的油墨多使用优质的色素炭黑。使用优质炭黑制成的印刷油墨字迹清晰,色泽鲜明,对各种报刊的印刷质量影响很大,直接与人民的文化生活紧密相关。现代油墨的种类繁多,用途广泛,其中新闻墨用炭黑占全部油墨用炭黑的70%左右。新闻墨中含有11~13的炭黑。每印刷一顿报纸要消耗约16公斤的新闻墨。

炭黑的基本性质[粒子大小(或比表面积)、结构性和表面性能]对于油墨的加工和使用性能有着很大影响。油墨工业对炭黑的主要要求是黑度、色相、流动度、粘度、干燥性和触变性等。各种油墨由于使用目的不同,对炭黑的要求也不尽相同。

三、在涂料工业上的应用

涂料就是我们通常所说的油漆。炭黑具有对化学性质、光、热的稳定性,这是其他的黑色无机颜料和有机黑色染料不可比拟的。炭黑配合涂料中,具有反应小、黑度高、耐候性好、着色力强等特点。高级的色素炭黑用于合成树脂漆中可作为轿车的面漆,也可用于自行车、缝纫机及仪表的装饰漆。具有导电性的炭黑(导电炭黑)可作为水溶性电泳涂漆的底漆。

四、在塑料工业上的应用

塑料中使用炭黑主要作着色剂。填充炭黑的塑料,受热时变性小,制品的尺寸变化小,同时还可以提高其刚性、硬度、导电性、导热性及耐腐蚀作用等。更为突出的是,它具有防辐射、防紫外线和抗氧化作用。塑料中炭黑的配合量,一般为1~2.75%。

五、其他应用

除了上述炭黑的主要用途之外,炭黑还用于干电池、电碳制品、电器及电子元件、硬质合金、高纯石墨、印染、静电摄影、感光胶片、火药、水泥、皮革、润滑脂、铸造、农业等各部门中。在这些部门中,炭黑的用量虽少,往往作用很大。

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