炭黑的基本知識（1）

色素碳黑的基本知識（1）

    炭黑是一種用途很廣的化工原料，它被廣泛的應用在橡膠、涂料及塑料凳工業中，作為它們的填充劑、補強劑、著色劑及導電劑等。

    特別是在橡膠工藝中，炭黑是很好的補強劑和填充劑，是目前輪胎制造中不可缺少的重要原料之一。當前炭黑產量的大部分是用于輪胎制造業中。

    炭黑是一種具有高度分散性的黑色粉末物質，炭黑主要有碳元素組成。

    最早炭黑是作為無機顏料中黑色顏料的重要代表。早在三千多年前的商代，我國就有了炭黑并用于制取墨汁；在漢代制造固形墨的主要原料就是炭黑。漢代曹植的詩中有“墨出青松煙”的詩句，就闡述了原始的炭黑生產方法。

    炭黑是烴類物質或含碳的化合物在空氣供應不充分的條件下燃燒或裂解產生的生成物。

    炭黑的工業化生產也只有一百多年的歷史。開始為槽法炭黑，即利用槽鋼來冷卻和收集不完全燃燒的煙氣中的炭黑。但是由于槽法炭黑生產過程中存在有許多難以克服問題，如原料的局限性，收率偏低，產量少，價格貴以及污染嚴重等。由于橡膠行業的高速發展，迫切需要能夠變革槽法炭黑的生產方式。在20世紀30年代研制成功了爐法炭黑，由于爐法炭黑解決了槽法炭黑一些無法解決的問題，大大地提高了炭黑的產量及其性能。這樣，爐法炭黑以它特有的優勢迅速地得到發展，逐步代替了槽法生產的炭黑。到20世紀70年代，在傳統的爐法炭黑工藝的基礎上，一種新工藝炭黑生產方式又一次推動了爐法炭黑的發展，并替換了傳統的爐法炭黑。這種新工藝炭黑生產方式具備更為合理的反應機理并強化了反應條件，使它的應用很快地被推廣。

    我國的爐法炭黑是在解放后，從無到有，從小到大，從當初的每年幾百噸帶現在每年上百萬噸。品種也大大地增加，單爐的產量也達到數萬噸，每噸炭黑對原料油的消耗也大大地降低。幾十年來，我國炭黑工業的變化是十分巨大的。

    當前，炭黑仍是橡膠制品主要的補強填料，這在相當一段時間內是不會改變的。但對炭黑行業也面臨著量大威脅：一是隨著資源的日趨緊缺，國際原油的價格也一直趨向于上漲，而炭黑原料油的價格基本上與原料油的價格是直接相關的，炭黑原料價格的上漲是無法避免的。同時，由于二氧化碳的溫室效應，造成氣候變暖，這對人類的生存環境造成了很大的威脅，這已經引起有關人士的重視，要通過各種途徑來降低能源的消耗和保護環境。

    橡膠工業是炭黑的最大用戶。在橡膠制品中，配用一定比例的炭黑，可以起到補強和填充作用，并大大改善橡膠的性能，大大地提高橡膠的強度及耐磨性。在橡膠的產品中，對炭黑的要求是很高的。對不同使用條件的橡膠制品，需要用不同品種的炭黑。如對炭黑使用量最大的論胎工業來說，使用的炭黑產品有幾十種。在輪胎制造中，輪胎的胎面要求具有較高的強伸性能及較好的耐磨性等來提高輪胎的使用壽命。所以，就需要配用粒子較細的高補強性能的N300系列、N200系列和N100系的硬質炭黑來達到輪胎胎面的使用要求；而輪胎胎側的橡膠要求具備較好的強伸性能和機械性能，一般選用的N550或N660等軟質炭黑；而作為內胎則要求有較高的彈性及氣密性好的性能，則常使用N700的半補強炭黑。