Carbon Black

Carbon Black Introductie Fysische aspecten Chemische aspecten Productie processen Effect grote en structuur Controle v.d. eigenschappen Toepassingen

Introductie Vrijwel pure elementaire koolstof. Top 50 industriële chemische stoffen Amorfe koolstof. Zes soorten carbon black : Acetyleen Black, Channel Black, Furnace Black, Gas Black, Lamp Black en Thermal Black.

Fysische aspecten Bolvormige primaire deeltjes (5 – 500 nm). Aggregaten in de vorm van kettingen of clusters. Specifiek oppervlakte varieert sterk (8 - 1000 m2) deeltjes met een specifiek oppervlakte > 150 m2 zijn poreus.

Fysische aspecten Hoge adsorptie voor water, oplosmiddelen, bindmiddelen en polymeren Dichtheid varieert tussen de 1,8 en 2,1 g/cm3 Grote lichtabsorptie (99,8%)

Chemische aspecten Samenstelling ligt aan: productieproces, grondstoffen en chemische nabehandeling Gebruik gas/olie O2-gehalte van groot belang bij gebruik

Productieprocessen Thermische-oxidatieve ontleding . - Furnace black - Gas black (coal tar distillates) - Lampblack Thermische ontbinding: - Thermal black - Acetylene black Oxidatieve nabehandeling

Productie processen Verbrandingsproces Verwarmingsproces Lamp black Channel black Gas black Furnace black Verwarmingsproces Acetylene black Thermal black

Furnace Black Continuproces uitgevoerd in gesloten reactor. Productie Semi-reinforced rubber blacks (20-60 m2/g) Grijs pigment carbon black (65-150 m2/g)

Gas Black en Channel Black proces Channel Black proces wordt natural gas gebruikt, bij Gas Black worden tar oils gebruikt. De grondstof wordt gedeeltelijk verdampt. De damp getransporteerd door een brandbaar draaggas. Channel Black Gas Black

Lampblack proces Oudste commerciële productieproces van carbon black. Hoge deeltjes grote verdeling van ongeveer 60-200nm.

Thermische ontbindings proces Thermal Black productie is een niet-continue of cyclische proces met aardgas Carbon blacks relatief langzaam gevormd resulterend in grove deeltjes in formaten variërend van 300 tot 500 nm. Carbon blacks gebruikt voor mechanische rubber goederen met hoge vuller inhoud.

Acetyleen Black Proces Proces wordt acetyleen of acetyleen mengsel gebruikt. Acetyleen black gemiddelde deeltjes grootte 30- 40 µm Proces hoog rendement van 95-99%. Applicaties van acetyleen black is gelimiteerd voor speciale toepassingen (bv droge cellen) door de hoge kosten.

Oxidatieve nabehandeling van Carbon Black Eigenschappen van zuurstof-bevattende functionele groepen op het oppervlak carbon black beïnvloeden sterk hun toepassing. De eenvoudigste methode is het oppervlak nabehandelen met lucht bij 350–700 °C.

Analyse eigenschappen DBP absorptie Stikstof oppervlakte bepaling Kleursterkte Zwartheid

Effect grootte en structuur Kleur sterkte Dispergeren Electrische geleiding Viscositeit

Structuur

Kwaliteit & Verbrandingsprocessen Lamp black Furnace black Voordeel: Zeer specifieke kleur eigenschappen Nadeel: Veel materiaal verbrand volledig Zeer divers in deeltjes grootte Voordeel: Gecontroleerd specifiek oppervlakte Grote hoeveelheden Nadeel: Weinig functionele groepen

Kwaliteit & Verbrandings processen Channel black Gas black Voordeel: Veel functionele groepen Nadeel: Slecht voor het milieu Voordeel: Gecontroleerd specifiek oppervlakte Nadeel: Product reageert met water

Toepassingen Versterking van rubber en kunststoffen Pigment in inkt, verf en kunststoffen Elektrische en thermische geleiding verbeteren in verschillende materialen

Bronnen Internet http://www.carbonblack.jp/en/index.html http://carbon-black.org http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0102.html http://www.tshaonline.org/handbook/online/articles/doc01 Literatuur Roetpigmenten Industrial Inorganic Pigments, by G. Buxbaum and G. Pfaff