炭黑

{{Chembox

| ImageFile = Carbon black.jpg
| ImageSize = 200px

| IUPACName =
| OtherNames =

| Section1 =
| Section2 = {{Chembox Properties
| C=1
| Appearance = 黑色固体
| Density = 1.8–2.1g/cm3(20°C)
| MeltingPt =
| BoilingPt =
| Solubility = 基本不溶:

其中不完全燃燒法裡的'(lamp black)最為古老,可回溯到二千年前中國以松煙製造墨。由於爐黑**(furnace black)的生產效率快、容易控制和具連續性,自1970年代以來,絕大部分碳煙廠採用此方法生產。一般而言,爐黑法之原料有二種:

塔底油:係原油或天然氣在蒸餾塔蒸餾後,遺留在塔底未蒸發的部分。

雜酚油(creosote oil):煉鋼廠在高爐內煉鋼過程中燒結煉焦,會產生一種名為煤焦油的副產品;將煤焦油蒸餾後即得雜酚油。

以前述原料在密封反應器內燃燒,利用蒸氣或水來控制反應速率,然後會產生碳煙與尾氣,經冷卻後分離二者而得碳煙。至於尾氣含有氫氣和一氧化碳,大部分的爐黑製造廠會使用尾氣生產熱、蒸氣或電力,甚至出售尾氣給其他工廠使用。

加工應用
全球有67%的碳煙被用來製造輪胎,而按照ASTM 國際標準組織對橡膠用碳煙的命名,由一個英文字母與三個阿拉伯數字構成。第一個英文字母代表硫化速度,「N」表示正常,「S」則表示緩慢。而第一個阿拉伯數字代表碳煙的氮表面積範圍,第二、三個數字則代表不同的碳煙結構程度。依橡膠用碳煙之加工應用可分類如下:

顏料用途
國際色素索引編號(Colour Index International,英國漂染師與印染師學會及美國紡織化學家與染色家協會共同維護的色彩索引資料庫)為PBK-7的碳黑色是一種常見的黑色顏料,傳統上來自炭化的有機物質,譬如木材或骨頭。按照碳煙的著色能力,可區分成高、中、低色素碳煙,以三個英文字母表示,前二個表示其著色能力,最後一個代表生產方法。中國傳統書寫和繪畫用到的墨條,也是使用傳統材料及方法取得碳黑製作。

參考文獻
更多阅读

  • 《Handbook of Carbon, Graphite, Diamond, And Fullerenes》,作者:Hugh O. Pierson,Noyes Publications出版,1993年,ISBN 0-8155-1339-9。

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