炭黑的基本知识（1）

色素碳黑的基本知识（1）

    炭黑是一种用途很广的化工原料，它被广泛的应用在橡胶、涂料及塑料凳工业中，作为它们的填充剂、补强剂、着色剂及导电剂等。

    特别是在橡胶工艺中，炭黑是很好的补强剂和填充剂，是目前轮胎制造中不可缺少的重要原料之一。当前炭黑产量的大部分是用于轮胎制造业中。

    炭黑是一种具有高度分散性的黑色粉末物质，炭黑主要有碳元素组成。

    最早炭黑是作为无机颜料中黑色颜料的重要代表。早在三千多年前的商代，我国就有了炭黑并用于制取墨汁；在汉代制造固形墨的主要原料就是炭黑。汉代曹植的诗中有“墨出青松烟”的诗句，就阐述了原始的炭黑生产方法。

    炭黑是烃类物质或含碳的化合物在空气供应不充分的条件下燃烧或裂解产生的生成物。

    炭黑的工业化生产也只有一百多年的历史。开始为槽法炭黑，即利用槽钢来冷却和收集不完全燃烧的烟气中的炭黑。但是由于槽法炭黑生产过程中存在有许多难以克服问题，如原料的局限性，收率偏低，产量少，价格贵以及污染严重等。由于橡胶行业的高速发展，迫切需要能够变革槽法炭黑的生产方式。在20世纪30年代研制成功了炉法炭黑，由于炉法炭黑解决了槽法炭黑一些无法解决的问题，大大地提高了炭黑的产量及其性能。这样，炉法炭黑以它特有的优势迅速地得到发展，逐步代替了槽法生产的炭黑。到20世纪70年代，在传统的炉法炭黑工艺的基础上，一种新工艺炭黑生产方式又一次推动了炉法炭黑的发展，并替换了传统的炉法炭黑。这种新工艺炭黑生产方式具备更为合理的反应机理并强化了反应条件，使它的应用很快地被推广。

    我国的炉法炭黑是在解放后，从无到有，从小到大，从当初的每年几百吨带现在每年上百万吨。品种也大大地增加，单炉的产量也达到数万吨，每吨炭黑对原料油的消耗也大大地降低。几十年来，我国炭黑工业的变化是十分巨大的。

    当前，炭黑仍是橡胶制品主要的补强填料，这在相当一段时间内是不会改变的。但对炭黑行业也面临着量大威胁：一是随着资源的日趋紧缺，国际原油的价格也一直趋向于上涨，而炭黑原料油的价格基本上与原料油的价格是直接相关的，炭黑原料价格的上涨是无法避免的。同时，由于二氧化碳的温室效应，造成气候变暖，这对人类的生存环境造成了很大的威胁，这已经引起有关人士的重视，要通过各种途径来降低能源的消耗和保护环境。

    橡胶工业是炭黑的最大用户。在橡胶制品中，配用一定比例的炭黑，可以起到补强和填充作用，并大大改善橡胶的性能，大大地提高橡胶的强度及耐磨性。在橡胶的产品中，对炭黑的要求是很高的。对不同使用条件的橡胶制品，需要用不同品种的炭黑。如对炭黑使用量最大的论胎工业来说，使用的炭黑产品有几十种。在轮胎制造中，轮胎的胎面要求具有较高的强伸性能及较好的耐磨性等来提高轮胎的使用寿命。所以，就需要配用粒子较细的高补强性能的N300系列、N200系列和N100系的硬质炭黑来达到轮胎胎面的使用要求；而轮胎胎侧的橡胶要求具备较好的强伸性能和机械性能，一般选用的N550或N660等软质炭黑；而作为内胎则要求有较高的弹性及气密性好的性能，则常使用N700的半补强炭黑。