מה ההבדל בין שחור תרמי לשחור פחמן?

מה ההבדל בין שחור תרמי לשחור פחמן?

שחור תרמי ופחמן שחור הם שני סוגים של פחמן שחור, המיוצרים משריפה לא מלאה של שמני נפט ודלקים מאובנים אחרים. פחמן שחור נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות, כולל צמיגים, דיו ופלסטיק, בשל תכונותיו הייחודיות של חוזק גוון גבוה, מוליכות ועמידות בפני שחיקה. עם זאת, לשחור תרמי ופחמן יש כמה הבדלים מהותיים המשפיעים על היישומים, המאפיינים והעלויות שלהם.

שחור תרמי נוצר באמצעות פירוק מבוקר של גז טבעי או פחמימנים שמקורם בנפט בסביבה נטולת חמצן. תהליך זה, המתרחש בתנורים מיוחדים הנקראים כורים תרמיים, מייצר אבקה מפויחת עדינה שניתן לפזר בקלות בחומר נוזלי או מוצק. לשחור התרמי המתקבל יש שטח פנים גבוה, צפיפות נמוכה ומבנה נמוך, כלומר הוא נקבובי מאוד וצורתו לא סדירה עם אינטראקציות מינימליות בין חלקיק לחלקיק. כתוצאה מכך, השחור התרמי מעניק צבע שחור עמוק עם כוח הסתרה מעולה אך חוזק גוון נמוך יחסית. יתרה מכך, לשחור תרמי יש מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית ופעילות פני השטח נמוכים יותר מאשר לפחמן שחור, מה שהופך אותו לפחות מתאים ליישומים מסוימים כגון ציפויים מוליכים, חיזוק גומי ואלקטרודות סוללה.

מצד שני, פחמן שחור נוצר על ידי בעירה לא מלאה של מוצרי נפט כבדים, זפת פחם או גז טבעי בתנורים גדולים הנקראים כורים. תהליך זה יוצר אבקה צפופה וכדורית המורכבת מחלקיקים ראשוניים קטנים רבים שהתמזגו יחד. לפחמן השחור מבנה גבוה, כלומר צורת החלקיקים ופיזור הגודל שלו אחידים יותר, ושטח הפנים שלו נמוך מזה של השחור התרמי. כתוצאה מכך, פחמן שחור מפגין חוזק גוון חזק בשל יכולתו לספוג אור ולפזר אותו ביעילות. לפחמן שחור יש גם מוליכות חשמלית גבוהה, מוליכות תרמית ופעילות פני השטח, מה שהופכים אותו למרכיב בעל ערך בפולימרים מוליכים, דיו הזרקת דיו ומוצרי גומי.

לסיכום, שחור תרמי ושחור פחמן נבדלים בשיטות הייצור שלהם, מורפולוגיה של החלקיקים, שטח הפנים, חוזק הגוון, מוליכותם ומבנהם. בעוד ששחור תרמי הוא יתרון עבור יישומים הדורשים צבע שחור עמוק ופעילות נמוכה, שחור פחמן מצטיין ביישומים הדורשים חיזוק גבוה, מוליכות ויכולות פיגמנטציה. העלות של שחור תרמי היא לעתים קרובות נמוכה מזו של פחמן שחור בשל תהליך הייצור הפשוט יותר שלו וטוהר נמוך יותר, אם כי חלק מהשחורים התרמיים בעלי ביצועים גבוהים יכולים להיות יקרים יותר מפחמן שחור מסוימים. הבנת ההבדלים בין שחור תרמי לשחור פחמן יכולה לעזור לקונים וליצרנים לבחור את האפשרות הטובה ביותר עבור הצרכים שלהם.