Способы классификации технического углерода

В настоящее время в России действует стандарт, согласно которому марки технического углерода разделяются по следующим признакам: по способу получения, по среднему арифметическому значению диаметра частиц, по удельной адсорбционной поверхности, по уровню структурности.

По способу получения (табл. 4.1) выделяют 5 групп, обозначаемых индексами:

А - ацетиленовый технический углерод, получаемый термическим разложением ацетилена в электрической дуге;

К - канальные марки, получаемые при охлаждении газового потока продуктов сгорания на охладительных поверхно-стях - каналах;

П – печные марки, которые получаются при сжигании сырья в печах с

охлаждением турбулентного потока газов промышленной водой;

Т – термические марки, получаемые разложением сырья без доступа воздуха в генераторах;

С – специальные марки, при производстве которых осуществляется дополнительное воздействие на сырье, позволяющее изменить свойства частиц. Это марки для электротехнической промышленности, для металлургии твердых сплавов и т.д.

По среднему арифметическому значению диаметра частиц (табл. 4.2) выделяют 10 групп, обозначаемых индексами от

0 до 9.В таблице марки распо-ложены в порядке возрастания диаметра частиц от 10 до 240 нм, т.е. чем больше индекс, тем крупнее частицы технического углерода. Диаметр частиц определяется методом электронной микроскопии и зависит от способа получения, степени турбулентности потока продуктов сгорания и времени синтеза. Поэтому термические марки всегда имеют более крупные частицы, чем канальные и печные.

По удельной адсорбционной поверхности (табл. 4.3) выделяют 10 групп с индексами от 0 до 9 Удельная адсорбционная поверхность измеряется в м²/г, т.е. это поверхность всех частиц, содержащихся в 1 г технического углерода.

Из табл. 4.3 видно, что это может быть поверхность от 35 до 750 м². Следовательно, чем мельче частицы (меньший индекс по табл.4.2), тем больше удельная поверхность и индекс по табл.

4.3 и тем выше адсорбционная способность данной марки технического углерода (при одинаковом диаметре частиц).

По структурности. Структурность - это свойство структуры частицы технического углерода, характеризующее степень срастания зародышей при сталкивании в газовом потоке, когда частица имеет цепочечную или разветвленную структуру и рельефную поверхность. Поэтому величина удельной поверхности будет отличаться от величины адсорбирующей поверхности.

По уровню структурности (табл. 4.4)выделяют 10 групп с индексами от 0 до 9. Этот уровень определяется как количество дибутилфталата (ДБФ) в см³, адсорбируемое 100 г данной марки технического углерода (см³/100г). Фактически это количество ДБФ, необходимое для затирания 100 г технического углерода в лепешку.

Чем структурнее технический углерод, тем выше показатель адсорбции ДБФ и тем больше поверхность контакта с каучуком, но, с другой стороны, тем труднее данная марка распределяется в каучуке.

По специальным признакам выпускают 6 марок технического углерода, и к ним относятся марки со специально окисленной поверхностью, марки для электротехнической промышленности, марки сверхвысокой чистоты для получения твердых сплавов и улучшенные марки для резиновой промышленности.

Согласно приведенной классификации обозначение марки технического углерода состоит из буквенных и цифровых индексов. Первый буквенный индекс указывает на способ получения (П, К, Т), затем идут три цифровых индекса, соответствующие : первый – среднему диаметру частиц по табл. 4.2; второй –удельной адсорбционной поверхности по табл. 4.3; третий - уровню структурности по табл. 4.4. Например, это могут быть марки: К 354; П 234; П 245; П 514; П 803; Т 800, Т 901.

Согласно международной классификации ИСО марки технического углерода разделяются на две группы по степени влияния на скорость вулканизации. Эти группы обозначаются буквенными индексами N и S, которые указывает на то, каким образом данная марка влияет на скорость вулканизации: N (normal) - не влияет, S (slow) – замедляет.

Замедляют вулканизацию марки с окисленной (шероховатой) поверхностью, которые способны адсорбировать серу и ускорители и тем самым дезактивировать их.

Далее в марке идут три цифровых индекса. Первый индекс дает информацию о среднем размере частиц, определяемом по электронному микроскопу, и, следовательно, соответствует индексам табл. 4.2. Два других индекса характеризуют поверхность частиц технического углерода, для определения которой используется другая приборная и реагентная база. Например, марке П 324 соответствует марка N 330.

Приведем обозначения некоторых марок технического углерода по двум классификациям:

К 234 ↔ S 301; П 226 ↔ N 375; П 234 ↔ N 219;

П 245 ↔ N 220; П 324 ↔ N 330; П 514 ↔ N 550;

П 603 ↔ N 660; Т 900 ↔ N 800.