کربن بلک و بهبود کیفیت آن

کربن بلک (Carbon Black) که به نام کربن سیاه و دوده صنعتی نیز خوانده می شوند ماده ای است که از احتراق ناقص هیدروکربن ها تولید می شود و یک عنصر اساسی در تولید تایر خودرو ، صنعت  لاستیک ، پلاستیک است و با افزودن استحکام و دوام ، خصوصیات این محصولات را تقویت می کند.

اثر تقویت کنندگی کربن بلک پس از قرن نوزدهم بطور تصادفی کشف شد. تا آن زمان اکسید روی ماده ای برای از بین بردن چسبندگی ذاتی لاستیک بود. کشف ویژگی های تقویت کننده کربن بلک نشان دهنده طلوع تازه ای برای صنایع تایر و خودرو بود. امروزه با استفاده از کربن بلک به عنوان پرکننده در ترکیب لاستیکی بجای اکسید روی ، می توان لاستیک هایی با سیم بهبود یافته تولید کرد که ماندگارتر شود.

این پودر سیاه رنگ بنا به ترکیب شیمیایی، خواص رنگ دهی، اندازه ذرات و خواص کلوئیدی آن به گرید های مختلفی تقسیم می شود و در صنایع به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد ویژگی و خواص گرید های مختلف کربن بلک از طریق آزمایشات مختلف مطابق با ASTM اندازگیری می شود و به نوعی می تواند کیفیت محصول نهایی در صنعت بکار گرفته شده را تعیین کند.

کربن بلک ها توسط ASTM در کلاسهای مختلفی چون N100 ، N200 ، N300 N500 ، N600 ، N700 وN900  طبقه بندی می شوند. N بیانگر این است که کربن بلک در لاستیک از میزان نرمال ولکانیزاسیون برخوردار است و ارقام بعدی نشانگر اندازه متوسط ​​ذرات معمولی است ، هرچه عدد آن پایین تر باشد کربن بلک موجود ویژگی تقویت کنندگی بیشتری دارد. محبوب ترین کربن بلک که تا کنون برای تولید لاستیک درجه یک تولید شده است از روش کوره ای ساخته می شود و گرید آن از سری N100 تا سری N700 است. لاستیک و محصولات لاستیکی نمایانگر عمده کاربرد نهایی هستند که حدود ۹۰٪ از بازار جهانی کربن بلک را تشکیل می دهند

چالش تولید کربن بلک

عموما کربن بلک در یک کوره با دما و فشار کنترل شده تولید می شود که در آن یک هیدروکربن نفتی به عنوان سوخت به داخل یک جریان گاز داغ وارد می شود و باعث تولید گرمای کافی برای تبخیر و پیرولیز سوخت و تبدیل به ذرات بسیار ریز کربن (دوده) می شود. در این مرحله کربن بلک بدست آمده ترکیبی ناهمگون از ذرات ریز و آگلومره ها است  ذرات کربن بلک عموما در رنج نانومتر است از ۸ تا ۱۰۰ نانو و این ذرات در فرم خوشه ای در حدود ۵۰۰ نانومتر در کنار هم جمع می شوند در فرایند تولید دوده خصوصا در روش کوره ای یک محصول کربن ناخالص با اندازه بزرگتر نیز بدست می آید که  به عنوان گریت (Grit) از آن نام برده می شود و در کیفیت محصول نهایی موثر است.

تعریف گریت دوده صنعتی- در تولید کربن بلک اصطلاح گریت به معنای ذرات سخت یا خاکستر مانند ، بزرگتر از یک اندازه مشخص و از پیش تعیین شده است. گریت بوجود آمده می تواند از سه نوع باشد. ، برای مثال،

(۱) ماده مغناطیسی یا فلزی که می تواند توسط یک الکترومغناطیس یا اهنربا از محصول جدا شود و ناشی از جذب قطعات فلزی سیستم و واکنش توسط گازها و ذرات کربن بلک باشد ، (۲) گریت قابل احتراق یا کربن دار که می توان آن را به عنوان توده های نسبتاً سخت کربن تعریف کرد که از کربن بلک نسبتاً نرمی که به عنوان محصول مد نظر تولیدی است، کاملا مجزا و قابل تشخیص است و (۳) گریت غیر قابل احتراق ناشی از جذب قطعات نسوز راکتور یا کوره توسط گازها و ذرات کربن بلک است.

این ذرات گریت یک محصول جانبی ناخواسته هستند و می توانند بر روی خواص فیزیکی محصولات نهایی لاستیکی و پلاستیک اثر منفی بگذارند و کیفیت آنها را پایین بیاورد.

از عوامل تعیین کننده کیفیت دوده نوع ماده اولیه هیدروکربن نفتی ، اندازه ذرات ، ساختار و سطح موثر آن است. در حالت کلی هرچه اندازه ذرات دوده بزرگتر باشد قیمت کربن بلک آن پایین تر و خاصیت تقویت کنندگی آن کمتر است  بنابراین تولیدکنندگان دوده در صدد کاهش گریت موجود در محصول خود هستند.

چگونه می توان کربن بلک با ارزش بالا تری تولید کرد؟

 گریت در کربن بلک باعث کاهش ارزش مواد می شود و با وجود گریت در محصول نمی توان آن را برای کاربردهای ویژه و با ارزش بالا فروخت. در بسیاری از فرآیندهای تولید پیشرفته ، هدف تولید کربن بلک بدون گریت است. برای تولید کربن بلک با گریت کمتر و ارزش بالاتر ، تولید کنندگان دو گزینه پیش رو دارند: ۱) از یک نوع ماده خاص با قیمت بالا در کوره های تولید خود جهت کاهش میزان تشکیل گریت استفاده کنند یا ۲) گریت تولید شده در فرایند را با عملیات میکرونیزه حذف کنند.

هر دو گزینه می تواند به دستیابی به محصول مدنظر کمک کند. با این حال ، مسلما کاهش گریت در محصول از طریق آسیاب میکرونیزه یک راه حل موثرتر و اقتصادی تر خواهد بود.

خط میکرونیزه کربن بلک

همانطور که ارزش و کاربرد کربن بلک در صنعت هر روز بیشتر مشخص می شود ، رقابت تولید کنندگان این ماده نیز فشرده تر می شود. یک راه برای افزایش سود فروش در این صنعت ممکن است ایجاد ارزش افزوده برای کربن بلک موجود در جهت یافتن بازار های جدید و نوظهور  باشد،  همانطور که گفته شد در مورد کربن بلک سایز ذرات و میزان گریت آن یکی از پارامترهای اساسی در اندازگیری ارزش این محصول می باشد ، پس اگر تولید کننده بتواند راهی برای داشتن محصول یکدست دوده صنعتی بدون گریت داشته باشد میتواند محصول کربن بلک باکیفیت بالاتری نسبت به رقبایش ارائه دهد و یا با بهبود ویژگی های مقاومتی ، دوام و استحکام دهندگی بیشتر در جهت افزایش عملکرد محصول نهایی ، بازار هدف جدید خود را تعریف کند و محصول کربن بلک تولیدی را در گریدی با ارزش بالاتر و در نهایت درامد و حاشیه سود بیشتری عرضه کند.

در سال های اخیر کشورهای پیشرفته از خطوط میکرونیزه ی با تکنولوژی های بالا برای کاهش میزان گریت موجود در کربن بلک تولیدی استفاده میکنند ، شرکت سمات صنعت سپاهان با تخصص و دانش فنی بروز دنیا ، تجربه های موفق راه اندازی خطوط میکرونیزه در صنعت کربن بلک و دوده را داشته و آماده ارائه تمامی خدمات مربوط به ساخت تجهیزات میکرونیزه به تولیدکنندگان این صنعت می باشد.

از جمله منافعی که از میکرونیزاسیون کربن بلک می توان داشت بهبود ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر آب ، صرفه جویی در مصرف انرژی ، دوام ، انعطاف پذیری ، میرایی صدا ، جذب گرما و لرزش گیری خواهد بود که برای اکثر گرید های کربن بلک قابل بکارگیری است.

 در جهت افزایش کیفیت محصول کربن بلک تولیدی شما ، کارشناسان شرکت سمات صنعت با بررسی شرایط و نیاز های محصول تان  بهترین پیشنهاد خط میکرونیزه را به مشتریان ارائه خواهند داد. فناوری میکرونیزاسیون پیشنهادی شرکت سمات صنعت کیفیت محصول شما را به طرز چشمگیری بهبود خواهد بخشید و فرصتی برای دستیابی به سود بیشتر و محصولات با ارزش افزوده فراهم می کند.