Hızlı Arama
Tanım
Karbon siyahı, dikkatlice düzenlenmiş endüstriyel koşullar altında hidrokarbonların kontrollü eksik yanması veya termal ayrışması yoluyla üretilen ince taneli bir elementel karbon malzemedir. Dünya çapında en yaygın olarak üretilen endüstriyel kimyasallardan biridir ve çok çeşitli ticari ürünlerde takviye edici dolgu maddesi, pigment, ultraviyole (UV) stabilizatörü, iletken katkı maddesi ve performans artırıcı olarak kullanılır. Yüksek yüzey alanı, mükemmel kimyasal kararlılık, elektriksel iletkenlik ve mekanik takviye yeteneklerinin benzersiz kombinasyonu sayesinde karbon siyahı, kauçuk, plastik, kaplama, mürekkep, pil, elektronik, inşaat malzemeleri ve otomotiv endüstrilerinde vazgeçilmezdir.
Küresel karbon siyahı üretiminin yaklaşık %90'ı lastik endüstrisi tarafından tüketilmektedir; burada kauçuk bileşiklerinin çekme mukavemetini, aşınma direncini, yırtılma direncini, yorulma ömrünü ve dayanıklılığını önemli ölçüde artırır. Kauçuk uygulamalarının ötesinde, karbon siyahı, UV direncini, elektriksel iletkenliği, termal kararlılığı ve renklendirmeyi artırmak için polimer formülasyonlarına yaygın olarak dahil edilmektedir. Özel kaliteler ayrıca lityum iyon pillerde, elektrostatik deşarj (ESD) malzemelerinde, iletken plastiklerde, yazıcı tonerlerinde ve gelişmiş kompozit malzemelerde kullanılmaktadır.
Karbon siyahının parçacık boyutu, agregat morfolojisi, yüzey kimyası ve yapısı dahil olmak üzere fizikokimyasal özellikleri, belirli endüstriyel uygulamaların gereksinimlerini karşılamak üzere üretim sırasında özelleştirilebilir.
CAS Numarası
CAS Numarası: 1333-86-4
Eş anlamlılar
Fiziksel Özellikler
Karbon siyahı, neredeyse saf elementel karbondan oluşan ve yarı grafitik mikrokristalin yapılarda düzenlenmiş son derece ince siyah bir toz olarak tedarik edilir. Malzeme, olağanüstü yüksek yüzey alanına sahiptir ve takviye edici davranışına katkıda bulunan karmaşık agregatlar oluşturur.
Tipik özellikleri şunlardır:
Bu malzeme, ısıya, ultraviyole radyasyona ve endüstriyel işlemlerde karşılaşılan çoğu kimyasala karşı olağanüstü direnç gösterir.
Kimyasal Özellikler
Karbon siyahı, üretim koşullarına bağlı olarak az miktarda oksijen, hidrojen, kükürt veya azot içeren yüzey fonksiyonel gruplarıyla birlikte neredeyse tamamen elementel karbondan oluşur. Grafitik mikro yapısı, olağanüstü kimyasal inertliğine ve ısı direncine katkıda bulunur.
Önemli kimyasal özellikler şunlardır:
Yüksek sıcaklıklarda ve oksijenin varlığında, karbon siyahı yavaş yavaş karbonmonoksit ve karbondioksite oksitlenir.
Üretim Süreci
Ticari karbon siyahı, çeşitli endüstriyel işlemler kullanılarak üretilir ve dünya çapındaki üretimin büyük çoğunluğunu fırın siyahı işlemi oluşturur.
Yaygın üretim yöntemleri şunlardır:
Fırın işleminde, aromatik ağır petrol yağları, oksijen yetersizliği koşulları altında yüksek sıcaklıktaki bir yanma odasına enjekte edilir. Kısmi yanma, mikroskobik karbon parçacıklarının oluşmasına neden olur ve bu parçacıkların büyümesini sonlandırmak için hızla soğutulur. Elde edilen ürün, siklon ayırıcılar, torba filtreler kullanılarak toplanır, gerekirse pelet haline getirilir, kurutulur ve paketlenir.
Sıkı proses kontrolü, parçacık boyutunu, agrega yapısını, yüzey kimyasını ve takviye performansını belirler.
Etki Mekanizması
Karbon siyahı öncelikle kimyasal mekanizmalardan ziyade fiziksel mekanizmalar yoluyla işlev görür.
Kauçuk bileşiklerinde, karbon siyahı parçacıkları polimer zincirleriyle etkileşime girerek, mekanik dayanımı, aşınma direncini ve yorulma dayanıklılığını önemli ölçüde artıran bir takviye edici dolgu ağı oluşturur.
Plastik ve kaplamalarda karbon siyahı, ultraviyole radyasyonu emer ve zararlı enerjiyi ısı olarak dağıtır; böylece polimer bozulmasını azaltır ve kullanım ömrünü uzatır.
İletken formülasyonlarda, birbirine bağlı karbon siyahı agregaları, istenen mekanik özellikleri korurken elektriksel direnci azaltan elektriksel iletken yollar oluşturur.
