V oblasti priemyselných materiálov zohrávajú výplne rozhodujúcu úlohu pri zvyšovaní vlastností rôznych výrobkov. Medzi početné dostupné plnivá patrí dve široko používané možnosti. Ako dodávateľ výplňu z uhlíka som v poriadku - orientovaný v charakteristikách spoločnosti Carbon Black a ako sa hromadí proti masteru. Cieľom tohto blogového príspevku je poskytnúť komplexné porovnanie medzi plnivom a mastencom z uhlíka, pokiaľ ide o ich fyzikálne a chemické vlastnosti, výkon v rôznych aplikáciách a efektívnosť nákladov.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Výplň
Tarblová čierna je jemný prášok pozostávajúci z elementárnych uhlíkových častíc. Vytvára sa neúplným spaľovaním alebo tepelným rozkladom uhľovodíkov. Častice z uhlíkovej čiernej sú typicky sférické alebo reťazové - podobne v štruktúre. Veľkosť častíc s uhlíkovou čiernou farbou sa môže výrazne meniť, od niekoľkých nanometrov po stovky nanometrov.
Jednou z najvýznamnejších vlastností z uhlíkovej čiernej je jej vysoká plocha povrchu. Veľká plocha povrchu umožňuje, aby sa uhlíková čierna interagovala silne s polymérnymi matkami, keď sa používa ako plnivo. Táto interakcia môže zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitného materiálu, ako je pevnosť v ťahu a odolnosť proti slzám. Uhlíková čierna má tiež vynikajúcu elektrickú vodivosť, vďaka ktorej je vhodná pre aplikácie, v ktorých je potrebná statická elektrina alebo elektrická vodivosť. Napríklad pri výrobe vodivých gumových výrobkov sa na dodávku elektrickej vodivosti často používa uhlíková čierna.
K dispozícii sú rôzne stupne uhlíkovej čiernej farby, napríkladASTM BLACK,Black N375aBlack N550. Každý stupeň má špecifické vlastnosti, pokiaľ ide o veľkosť častíc, štruktúru a povrchovú chémiu, ktoré určujú jej výkon v rôznych aplikáciách.
Masť
MASIL je hydratovaný minerál kremičitanu horčíka s chemickým vzorcom MG₃si₄o₁₀ (OH) ₂. Má vrstvenú štruktúru, ktorá jej dodáva jedinečnú sadu vlastností. Častice mastenca sú zvyčajne doska - podobne ako tvar.
Mastieb má relatívne nízku tvrdosť, vďaka čomu je mäkká výplň. Táto vlastnosť je prospešná v aplikáciách, kde je potrebný hladký povrchový povrch. Má tiež dobré mazivo, ktoré môže počas výroby zlepšiť charakteristiky spracovania polymérov. Mastelko je chemicky inertný, čo znamená, že je rezistentný na chemické reakcie s väčšinou látok. Vďaka tomu je vhodný na použitie v prostrediach, kde je rozhodujúca chemická stabilita.
Výkon v rôznych aplikáciách
Priemysel
V gumárenskom priemysle sa ako výplne používajú tak, že sa čierne aj mastenec používajú, ale slúžia na rôzne účely.
Na zlepšenie mechanických vlastností gumy sa široko používa uhlíková čierna. Pri začlenení do gumových zlúčenín tvoria častice uhlíkovej čiernej siete v gumovej matrici. Táto sieť pomáha rovnomernejšie distribuovať stres, čo vedie k zlepšeniu pevnosti v ťahu, odolnosti proti oderu a pevnosti sĺz. Napríklad pri výrobe pneumatík je spoločnosť Carbon Black nevyhnutným výplňom. Pneumatiky s vyšším obsahom uhlíka majú vo všeobecnosti lepšiu odolnosť proti opotrebeniu a dlhšiu životnosť.
Na druhej strane sa mastenec často používa ako pomôcka na spracovanie v zlúčeninách gumy. Jeho mazivo pomáha znižovať viskozitu gumy počas procesov miešania a extrúzie, čo uľahčuje spracovanie. Tastenca môže tiež zlepšiť rozmerovú stabilitu gumových výrobkov. V porovnaní s čiernou farbou má však mastenec relatívne nižší vplyv na mechanickú pevnosť gumy.
Priemysel plastov
V priemysle plastov závisí výber medzi čiernymi a mastelkami od špecifických požiadaviek plastového produktu.
Na zvýšenie UV odolnosti plastov sa môže použiť uhlíková čierna. Častice z uhlíka absorbujú UV žiarenie, bránia mu v dosiahnutí polymérnych reťazcov a spôsobujú degradáciu. To je obzvlášť dôležité pre vonkajšie plastové výrobky, ako sú potrubia a vonkajší nábytok. Okrem toho môže uhlíková čierna zlepšiť mechanické vlastnosti plastov, podobne ako jeho účinok v kaučuku.
Mastieb, keď sa používa ako plnivo v plastoch, môže zlepšiť tuhosť a tepelný odpor plastov. Doska - podobná štruktúra mastencových častíc poskytuje posilnenie plastovej matrice, čím sa zvyšuje jej modul pružnosti. Plastiky plnené mastence sa často používajú v aplikáciách, kde je potrebná vysoká tuhosť a rozmerová stabilita, ako sú automobilové časti a elektrické kryty.
Priemysel
V priemysle povlakov majú čierne a mastenecké funkcie rôzne funkcie.
Tarblová čierna sa používa ako pigment a UV stabilizátor vo povlakoch. Môže poskytnúť tmavo čiernu farbu povlaku a chrániť podkladový substrát pred poškodením UV. Potiahy na báze s uhlíkom sa bežne používajú v aplikáciách, kde je potrebná vysoká kvalita čiernej povrchovej úpravy, napríklad v automobilových povlakoch a priemyselných povlakoch.
MAJET sa dá použiť ako predlžovač povlakov. Môže znížiť náklady na povlak nahradením časti drahšej živice. TALC tiež zlepšuje vlastnosti zavesenia povlaku, čím sa zabráni usadzovaniu pigmentov a iných prísad. Okrem toho môže zvýšiť tvrdosť a odolnosť proti škrabancom povlaku.
Cena - Efektívnosť
Náklady - efektívnosť čierneho a masteru Carc a TALC závisí od niekoľkých faktorov vrátane ceny plniva, množstva požadovanej pre konkrétnu aplikáciu a dosiahnuté zlepšenie výkonnosti.
Black Carbon je všeobecne drahší ako mastenec. Avšak v aplikáciách, kde sa vyžaduje významné zlepšenie mechanických vlastností alebo elektrickej vodivosti, môžu byť odôvodnené dodatočné náklady na čiernu uhlíku. Napríklad vo vysoko - výkonných gumárenských výrobkoch alebo vodivých plastoch, výhody použitia uhlíkovej čiernej prevažujú nad nákladmi.
Na druhej strane je mastenec nákladom - efektívnejšou možnosťou, keď hlavnými požiadavkami sú pomoc pri spracovaní, zlepšenie tuhosti alebo zníženie nákladov. Jeho relatívne nízka cena z nej robí atraktívnu voľbu pre mnoho aplikácií, kde nie je potrebný vysoký výkon.
Záver
Záverom možno povedať, že podobné černošské plnivo aj mastenec majú svoje jedinečné výhody a nevýhody. Tarblová čierna je vynikajúca na zlepšenie mechanických vlastností, poskytovanie elektrickej vodivosti a zvýšenie UV odporu. Je vhodný pre aplikácie s vysokým výkonom, kde sú tieto vlastnosti rozhodujúce. Na druhej strane je mastenec nákladom - efektívne plnivo, ktoré môže zlepšiť charakteristiky spracovania, tuhosť a odolnosť proti tepla. Často sa používa v aplikáciách, kde sú tieto vlastnosti dôležitejšie ako vysokohorský mechanický alebo elektrický výkon.
Ako dodávateľ výplňu z uhlíkových černochov chápem, že výber medzi čiernou farbou a mastencom závisí od konkrétnych potrieb každého zákazníka. Či už hľadáte výplň na vylepšenie sily vašich gumových výrobkov, zlepšenie UV odolnosti vašich plastov alebo dosiahnutie vysokej kvality čierneho povrchu vo vašich povlakoch, môžem vám poskytnúť správnu známku s uhlíkom, aby ste splnili vaše požiadavky.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich výplňoch s obsahom uhlíkových čiernych alebo by ste chceli diskutovať o potenciálnom nákupe, neváhajte a oslovte. Náš tím odborníkov je pripravený vám pomôcť pri hľadaní najlepšieho riešenia pre vašu aplikáciu.
Odkazy
- Ad Schwab, „Carbon Black: Výroba, vlastnosti a aplikácie“, Wiley - VCH, 2006.
- RA Young a Pa Lovell, „Úvod do polymérov“, Chapman & Hall, 1991.
- „MALC: Properties, Použitie a výhľad na trh,“ Asociácia Industrial Minerals Association - North America, 2018.