کربن بلک (Carbon Black)؛ عامل تقویتکننده لاستیک و پیگمنت راهبردی صنایع
معرفی محصول
کربن بلک پودری سیاهرنگ از کربن تقریباً خالص است که در فرآیند احتراق ناقص یا تجزیهٔ حرارتی هیدروکربنها تولید میشود. این ماده در مقیاس نانو/میکرو و بهصورت آگلومره عرضه شده و بهدلیل قدرت تقویتکنندگی در لاستیک، جذب UV، رسانایی الکتریکی و رنگدهی عمیق، در تایر، قطعات صنعتی، مستربچهای پلاستیکی، جوهر و پوششها نقشی حیاتی دارد. در ادبیات صنعتی، تولید آن عمدتاً به روشهای Furnace Black، Thermal Black و Acetylene Black انجام میشود.
ترکیب و خواص کلیدی
کربن بلک از آلوتروپهای آمورف/پاراکریستالی کربن تشکیل شده و بهصورت خوشههایی از ذرات کروی بسیار ریز (اغلب ۱۰ تا ۵۰۰ نانومتر) دیده میشود. «ویژگیهای کلیدی عملکرد» به سه شاخص اصلی وابستهاند:
- سطح ویژه (BET) و اندازه ذره → تعیینکنندهٔ قدرت تقویت و رنگدهی،
- ساختار (Structure/DBP Absorption) → مرتبط با الاستیسیته و فرآیندپذیری،
- شیمی سطح → بر پراکندگی و تعامل با ماتریس اثر میگذارد.
در لاستیک، افزایش سطح ویژه و ساختار، عموماً به استحکام، مدول و مقاومت سایشی بالاتر میانجامد. استاندارد ASTM D1765 چارچوب ردهبندی گریدهای لاستیکی (سری Nxxx ) را بر اساس خواص هدف ارائه میکند.
انواع و گریدها
فرآیند تولید:
- Furnace black (غالب بازار): تجزیهٔ هیدروکربن مایع/گازی در کورهٔ نسوز؛ قابلطراحی برای طیف وسیع اندازه ذره/ساختار.
- Thermal black : تجزیهٔ گرماکافت گاز طبیعی در راکتورهای دوقلو؛ ذرات درشتتر، ساختار پایینتر.
- Acetylene black : از تجزیهٔ استیلن؛ هدایت الکتریکی بسیار بالا (کاربردهای باتری/هادی).
دستههای پرکاربرد ASTM (نمونه)
- N110/N220 (HAF/ISAF) : سطح ویژه بالا، تقویت بسیار قوی برای آج تایر و قطعات دینامیکی.
- N330 (HAF) : بالانس عالی استحکام/فرآیندپذیری؛ پرمصرف در تایر و قطعات صنعتی.
- N550/N660 (FEF/GPE) : نیمهتقویتکننده؛ مناسب لایههای دیواره/تیوب و قطعات عمومی.
- SRF/گریدهای پیگمنتی: برای پلاستیک و پوششها وقتی تمرکز بر رنگدهی، فیلتر UV و رئولوژی است.
کاربردها (Applications)
- لاستیک و تایر: اصلیترین بازار کربن بلک؛ بهعنوان عامل تقویتکنندهٔ غالب در الاستومرها موجب افزایش مقاومت سایشی، پارگی، مدول و دوام حرارتی میشود. سهم عمده مصرف، آج و بدنهٔ تایر و سپس شلنگ، تسمه و لرزهگیر است.
- پلاستیک و مستربچ: رنگدهی از خاکستری تا مشکی عمیق، پایداری نوری/UV، تنظیم هدایت الکتریکی (از آنتیاستاتیک تا رسانا) در پلیاتیلن، پلیپروپیلن، پلیآمید و …
- جوهر و پوششها: پیگمنت مشکی با قدرت رنگی بالا و جذب UV؛ بهبود دوام پوششهای صنعتی/خودرویی.
- کاربردهای ویژه: Acetylene black در باتری/هادیها بهدلیل رسانایی بالا؛ Thermal black برای رئولوژی خاص و فرآیندپذیری بهتر در برخی آمیزهها.
مزایای تأمین از شرکت بازرگانی رازان
- سبد کامل گریدها: از N110/N220 تقویتکنندهٔ قوی تا N550/N660 نیمهتقویت؛ همینطور گریدهای پیگمنتی و هادی برای پلاستیک/پوشش. ( مطابق چارچوب ASTM D1765 )
- کیفیت یکنواخت و قابل ردیابی: تحویل بهصورت پلت/پودر با COA؛ کنترل شاخصهای سطح ویژه (BET)، DBP، خاکستر، رطوبت و پراکندگی.
- مشاورهٔ فنی فرمولاسیون: انتخاب گرید بر مبنای خواص هدف (سایش، مدول، هدایت الکتریکی/ضداستاتیک) و پلیمر پایه؛ راهنمای پراکنش و فرآوری.
- لجستیک حرفهای بینالمللی: تحویل FOB بنادر ایران یا CFR/CIF؛ همسو با الزامات HSE و بستهبندی صنعتی.
- تضمین تداوم تأمین: چند مبدأ و قراردادهای پایدار برای کاهش ریسک نوسان.
بستهبندی، تحویل و لجستیک
- کیسههای ۲۰–۲۵ کیلوگرمی چندلایه با لاینر داخلی برای کنترل گردوغبار و رطوبت؛
- جامبوبگ ۵۰۰–۱۰۰۰ کیلوگرمی برای مصرفکنندگان عمده؛
- در موارد خاص، تحویل Bales/Pellets با طراحی مناسب برای تغذیهٔ اکسترودر/میگسر و کاهش گردوغبار.
در حملونقل، کنترل گردوغبار، پیشگیری از تراکم و مدیریت تخلیهٔ ایمن اهمیت دارد (بهویژه در انبار سرپوشیده و با تهویهٔ کافی). راهنماهای EPA/IMS و برگههای ایمنی تولیدکنندگان بر مدیریت انتشار و گردوغبار تأکید دارند.
ایمنی، بهداشت و محیطزیست (HSE)
کربن بلک بهصورت پودر ریز میتواند ایجاد گردوغبار کند؛ رعایت تهویهٔ موضعی، استفاده از ماسک ذرات، عینک و دستکش توصیه میشود. از نظر ارزیابی خطر، IARC کربن بلک را در گروه 2B (احتمالاً سرطانزا برای انسان) طبقهبندی کرده است؛ تفسیر عملی برای مصرفکنندهٔ صنعتی این است که تماس تنفسی مزمن با گرد بسیار ریز باید بهطور مهندسی کنترل شود (PPE و تهویه). در برخی مطالعات، اثرات مشاهدهشده عمدتاً در مواجهههای شغلی با گرد بالاست.
از منظر زیستمحیطی و قوانین هوا، واحدهای تولید کربن بلک مشمول استانداردهای NESHAP/EPA هستند که فرآیندهای Furnace، Thermal و Acetylene را پوشش میدهد؛ این مقررات بر پایش و کاهش انتشارها تأکید دارند.
راهنمای انتخاب و خرید (Buying Guide)
برای انتخاب حرفهای، این فاکتورها را مدنظر بگذارید:
- کاربرد نهایی: تایر/قطعات دینامیکی )تقویت بالا: (N110/N220/N330قطعات عمومی لاستیکی (N550/N660)، یا پیگمنت/پلاستیک) گریدهای رنگی/هادی(.
- مشخصات کلیدی: اندازه ذره/سطح ویژه (قدرت تقویت و ژتون)، DBP/ساختار (مدول/الاستیسیته)، توزیع دانه و شیمی سطح (پراکنش)، خاکستر/رطوبت. استاندارد ASTM D1765 و دیتاشیت سازنده را مبنا قرار دهید.
- فرآیندپذیری و پراکنش: نوع میکسر/آسیاب، دمای فرایند، سطحیسازها و زمان اختلاط روی عملکرد نهایی اثر مستقیم دارند؛ گریدهای خاص برای پلاستیکهای رسانا یا مستربچ UV نیاز است.
- بستهبندی و لجستیک: انتخاب بین پلت/پودر و نوع کیسهگذاری با توجه به سیستم خوراکدهی.
- مدارک فنی و HSE: دریافت COA/MSDS و انطباق با مقررات محلی و استانداردهای ایمنی.
شرکت بازرگانی رازان بر اساس خواص هدف شما (سایش، مدول، رنگ، هدایت) ماتریس انتخاب گرید را طراحی و تأمین را بهصورت FOB/CFR/CIF برنامهریزی میکند.
کربن بلک ستون تقویت لاستیک و پیگمنت کلیدی در پلاستیک/پوشش/جوهر است. انتخاب درست گرید، پراکنش مهندسیشده و کنترل HSE، کیفیت محصول نهایی و بهرهوری تولید را تعیین میکند.
برای استعلام قیمت روز، دریافت COA/MSDS و انتخاب گرید مناسب ( N110…N660، پیگمنتی/هادی) با تیم بازرگانی شرکت بازرگانی رازان تماس بگیرید.