熱解粗炭黑的成分較為復(fù)雜,其核心成分自然是炭元素,但除此之外,由于廢舊橡膠中原本含有的無(wú)機(jī)填料在熱解過(guò)程中會(huì)以灰分的狀態(tài)沉積在炭黑的表面,所以熱解粗炭黑中還含有如Si(硅)、Zn(鋅)、S(硫)等元素。例如,Si元素可能來(lái)源于輪胎生產(chǎn)過(guò)程中添加的一些含硅助劑等,Zn元素常是作為橡膠加工助劑氧化鋅的組成部分留存下來(lái),而S元素一部分源于橡膠中含硫化合物在熱解后的殘留。在表面官能團(tuán)方面,熱解粗炭黑表面存在著羥基、羧基等含氧官能團(tuán),這些官能團(tuán)的存在對(duì)其后續(xù)的應(yīng)用以及與其他物質(zhì)的相互作用有著重要意義,會(huì)影響其在不同介質(zhì)中的分散性、反應(yīng)活性等性能表現(xiàn)。

輪胎炭黑

從粒子形狀來(lái)看,熱解粗炭黑的基本粒子形狀多為球形,不過(guò)相較于一些傳統(tǒng)商業(yè)炭黑,它的粒子聚集體在尺寸上表現(xiàn)得不均一,其排列相對(duì)較為緊密。而且,熱解粗炭黑的聚集體之間的間隙較小。在粒徑方面,典型的熱解粗炭黑粒徑尺寸相對(duì)較大,其粒徑分布范圍更廣也更為復(fù)雜,通常在50~1000nm之間,平均粒徑能達(dá)到200nm左右,這和傳統(tǒng)的如N330等商業(yè)炭黑有明顯差異(N330粒徑為11~250nm,平均粒徑為140nm),造成這種粒徑差異的原因主要是熱解過(guò)程中無(wú)機(jī)物在炭黑表面的沉積以及輪胎不同部位原本使用的炭黑種類不同,熱解后混合在一起所致。此外,熱解粗炭黑還具有獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu),這種多孔的特點(diǎn)賦予了它較大的比表面積,也使其在吸附、儲(chǔ)存等方面具備特殊的性能潛力,在一些應(yīng)用場(chǎng)景中能夠發(fā)揮獨(dú)特的作用。

炭黑深加工

熱解粗炭黑有著一定的應(yīng)用范圍,例如可以制成球狀炭黑或者炭黑煤球,利用其較高的熱值用于加熱燃燒,在一些對(duì)熱量有需求的工業(yè)場(chǎng)合可作為替代燃料使用,實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。同時(shí),它經(jīng)過(guò)一定的加工處理后,也能應(yīng)用于橡膠、塑料等行業(yè)。在橡膠行業(yè)中,雖然可以作為補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑使用,但由于其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)、比表面積以及灰分含量等指標(biāo)相對(duì)較差,導(dǎo)致其補(bǔ)強(qiáng)性能往往不如一些傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)炭黑,所以更多是應(yīng)用在對(duì)性能要求不是特別高的橡膠制品膠料中。在塑料行業(yè),它可以經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工成色母,用于塑料產(chǎn)品的著色,賦予塑料制品獨(dú)特的色彩表現(xiàn)。不過(guò),總體來(lái)說(shuō),因?yàn)闊峤獯痔亢诖嬖诘倪@些局限,使得它在一些高端、對(duì)炭黑性能要求苛刻的應(yīng)用領(lǐng)域較難發(fā)揮主導(dǎo)作用,往往需要經(jīng)過(guò)深加工等手段來(lái)改善其性能,才能拓展其應(yīng)用范圍,提升其應(yīng)用價(jià)值。

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