מהן התכונות הבסיסיות של פחמן שחור

המאפיינים הבסיסיים של פחמן שחור כוללים בעיקר את גודל החלקיקים, המבנה ותכונות פני השטח, שיש להם השפעה חשובה עלביצועי תהליך ואפקט חיזוק של גומי.

① גודל החלקיקים של פחמן שחור מתייחס לגודל של חלקיק פחמן שחור או חלקיקים ראשוניים בצברים. גודל החלקיקים הממוצע של פחמן שחור עבור גומי הוא בדרך כלל בין 11 ל-500 ננומטר. ככל שגודל החלקיקים של פחמן שחור קטן יותר, כך שטח הפנים הכולל של חלקיקי פחמן שחור גדול יותר ליחידת מסה או יחידת נפח (נפח אמיתי), כלומר, ככל ששטח הפנים הספציפי של פחמן שחור גדול יותר, שטח המגע בין פחמן גדול יותר. שחור וגומי, והנקודות הפעילות באותה מסה של פחמן שחור. ככל שהוא יותר, כך ניתן להפעיל את הקשר הכימי והספיחה הפיזיקלית של פחמן שחור לגומי טוב יותר, והאפקט המחזק של פחמן שחור טוב יותר. גודל החלקיקים של פחמן שחור קשור לשיטת הייצור ולתנאי הייצור. עבור שיטת תנור הנפט, ככל שדרגת אטומיזציית השמן של חומרי גלם פחמן שחור גבוה יותר, ככל שטמפרטורת התנור גבוהה יותר, כך יחס האוויר-שמן גדול יותר; ככל שמהירות זרימת האוויר בכבשן גדולה יותר, כך נוצרים חלקיקי פחמן שחור. קטן יותר. שיטות הקביעה של גודל חלקיקי פחמן שחור הן: מיקרוסקופיה אלקטרונית, שיטת ספיחת חנקן (שיטת BET), שיטת ספיחת יוד, שיטת ספיחה מקרומולקולרית (כולל שיטת אניוני פעיל שטח OT ושיטת CTAB פעיל שטח קטיוני).

②המבנה של פחמן שחור מתייחס לצורה של פחמן שחור. כאשר נוצר פחמן שחור באזור הטמפרטורה הגבוהה של בעירה לא מלאה, החלקיקים משולבים כימית ליצירת אגרגטים תלת מימדיים, כלומר המבנה הראשוני של פחמן שחור. המבנה הראשוני של פחמן שחור אינו ניזוק בקלות במהלך עיבוד הגומי, והוא יחידת הפיזור הקטנה ביותר של פחמן שחור בגומי. שני אגרגטים או יותר נאגרים לאגרגטים בעלי מבנה רופף עקב כוחות ואן דר ואלס, כלומר המבנה המשני של פחמן שחור. המבנה המשני של פחמן שחור ניזוק בקלות על ידי כוח גזירה מכני במהלך עיבוד גומי. המבנה של פחמן שחור כולל - מבנה משני ומבנה משני. המבנה של פחמן שחור מתייחס למידת המשנה של פחמן שחור. ככל שהמבנה של פחמן שחור רופף יותר, המבנה גבוה יותר, הצורה מורכבת יותר, יותר ענפים, הריק הפנימי גדול יותר וגומי סתום יותר שנוצר בשילוב עם הגומי. מבנה הפחמן השחור קשור לשיטת הייצור שלו ולחומרי הגלם בהם נעשה שימוש. בדרך כלל, המבנה של פחמן שחור תרמי נמוך מזה של פחמן שחור ערוץ. המבנה של פחמן שחור מגז טבעי גבוה יותר מזה של פחמן שחור משמן ארומטי. סקס נמוך. ניתן להשתמש בשיטת הקביעה של מבנה פחמן שחור בשיטת ערך ספיגת שמן. בפחמן השחור הכמותי, הוספת דיבוטיל פתלט מתאים (DBP), ככל שדרוש נפח DBP גדול יותר למילוי חללי הפחמן השחור, כך מבנה הפחמן השחור גבוה יותר. גָבוֹהַ.

③ תכונות פני השטח של פחמן שחור כוללות חספוס פני השטח ותכונות כימיות של פני השטח. חספוס פני השטח מתייחס לקיומם של מיקרו-נקבים של מספר ננומטרים עד מספר ננומטרים על פני חלקיקי הפחמן השחור, הנוצרים משחיקת הפחמן השחור על ידי גז מחמצן בטמפרטורה גבוהה בתהליך היווצרות. מכיוון שהמיקרונקבוביות קטנות, מולקולות גומי אינן יכולות להיכנס למיקרונקבוביות אלו, כך ששטח הפנים של פחמן שחור וגומי להשפעה יעילה מצטמצם, ולכן אפקט החיזוק נמוך. חספוס פני השטח של פחמן שחור קשור לשיטת הייצור שלו. בדרך כלל, חספוס פני השטח של חלקיקי הפחמן השחור של התעלה הוא הגדול ביותר, וחספוס פני השטח של חלקיקי הפחמן השחור בשיטת הכבשן ושיטת הפיצוח התרמי קטן יותר והמשטח חלק יותר. ניתן למדוד את חספוס פני השטח בשיטת מיקרוסקופ אלקטרוני, שיטת ספיחת חנקן וכדומה. התכונות הכימיות של פני השטח של פחמן שחור קשורות להרכב הכימי של פחמן שחור ולמצב פני השטח של חלקיקי פחמן שחור. פחמן שחור מורכב בעיקר מיסודות פחמן, עם תכולת פחמן של 90 אחוז עד 99 אחוז, כמו גם כמות קטנה של חמצן, מימן, חנקן וגופרית וכמות קטנה של חומרים נדיפים ואפר. אטומי פחמן קשורים באופן קוולנטי ליצירת שכבות משושה, ולכן לפחמן שחור יש כמה תכונות ארומטיות. במהלך תהליך הייצור והאחסון של פחמן שחור, עקב חמצון, המשטח מכיל קבוצות פונקציונליות המכילות חמצן כגון קבוצת הידרוקסיל קרבוקסיל, קבוצת לקטון כינון וקבוצת פנולים. בנוסף, יש הרבה רדיקלים חופשיים על פני השטח של פחמן שחור. תכונות כימיות אלו גורמות לפני השטח של חלקיקי פחמן שחור לפעילות כימית מסוימת. ככל שהפעילות הכימית גדולה יותר, כך מספר הגומיות הקשורות גדול יותר, והאפקט המחזק של פחמן שחור טוב יותר.