炭黑生产与应用手册PDF电子书下载

第一章 概论 1

1.1 炭黑的发展简史 1

1.2 炭黑及其种类 5

1.2.1 什么是炭黑 5

1.2.2 炭黑的分类和命名 6

1.2.3 炭黑的品种 11

1.3 炭黑的用途及其在国民经济中的作用 12

1.3.1 橡胶工业 12

1.3.2 油墨工业 13

1.3.3 涂料工业 13

1.3.4 塑料工业 14

1.3.5 农业 15

1.3.6 合成革工业 15

1.3.7 其他领域 15

1.4 国内外炭黑工业现状及今后发展 15

1.4.1 国外炭黑工业现状与展望 15

1.4.2 国内炭黑工业现状及前景 29

参考文献 34

第二章 炭黑的性质 35

2.1 微观结构和形态 35

2.1.1 微观结构 35

2.1.2 形态与聚集体 41

2.2 分数维(分形)模型 48

2.2.1 表面分数维 Ds 49

2.2.2 周长分数维 DP 50

2.2.3 质量分数维 Dm 52

2.2.4 分数维与炭黑聚集体形态类别的关系 54

2.2.5 炭黑的分数维与胶料性能的关系 56

2.3 空隙体积、结构及其测定 58

2.3.1 空隙体积与结构 58

2.3.2 吸液法 59

2.3.3 比容测量 61

2.4 粒径和分布 64

2.5 比表面积 68

2.6 孔隙性 72

2.7 其他物理性质 78

2.7.1 密度 78

2.7.2 导电性 81

2.7.3 磁性能 85

2.7.4 热导率 86

2.7.5 炭黑的着火温度与燃烧 88

2.7.6 光学性质 90

2.8 炭黑的表面能 95

2.8.1 表面自由能及其测量 96

2.8.2 炭黑表面能的分散分量 γds 97

2.8.3 炭黑表面能的其他分量 γsps 100

2.8.4 炭黑表面能的不均匀性 100

2.9 炭黑的化学性质 103

2.9.1 炭黑的元素组成 103

2.9.2 炭黑表面官能团 104

2.9.3 炭黑氧化 106

2.10 炭黑不纯物 114

2.10.1 杂质 114

2.10.2 溶剂抽出物 116

2.10.3 水分 116

2.10.4 灰分 116

2.11 粒状炭黑特性 117

参考文献 118

第三章 炭黑的生产技术 122

3.1 概述 122

3.2 炭黑的生成机理 123

3.2.1 引言 123

3.2.2 炭黑生成理论 125

3.2.3 炭黑生成机理图及其说明 133

3.3 炭黑的生产方法 136

3.3.1 接触法炭黑 137

3.3.2 炉法炭黑 150

3.3.3 乙炔炭黑 170

3.3.4 热裂法炭黑 176

3.4 炭黑原料油 178

3.4.1 概述 178

3.4.2 炭黑原料油的组成 180

3.4.3 炭黑原料油的物理性质 189

3.4.4 炭黑工业对原料油的要求及有关标准和规格 194

3.5 炭黑生产的安全和卫生 196

3.5.1 炭黑生产中的不安全因素 196

3.5.2 天然气或煤气的防火、防爆 197

3.5.3 原料油的防火、防毒 199

3.5.4 炭黑产品的防火 200

3.5.5 炉法炭黑生产装置的安全运行 201

3.5.6 炭黑生产中的机电安全 203

3.5.7 炭黑车间的卫生 203

3.5.8 炭黑是否有致癌性 205

3.5.9 炭黑尘肺 205

3.5.10 有关炭黑的卫生标准 205

3.6 炭黑生产的环境保护 206

3.6.1 炭黑生产的污染源 207

3.6.2 炭黑生产应遵循的环保法规 209

3.6.3 炭黑生产的环境保护措施 212

参考文献 214

第四章 炭黑在橡胶工业中的应用 216

4.1 炭黑对橡胶的补强机理 216

4.1.1 流体力学作用 217

4.1.2 结合胶 218

4.1.3 炭黑周边的橡胶多维构造 219

4.1.4 吸留橡胶 220

4.1.5 应力软化效应 221

4.1.6 分子链滑动学说 222

4.1.7 填料网络理论 224

4.1.8 炭黑表面的微细构造 225

4.2 炭黑混炼胶的机械特性 227

4.2.1 粘度和流动性 227

4.2.2 粘弹性 229

4.2.3 溶胀性 230

4.2.4 拉伸特性 230

4.2.5 滞后特性 231

4.2.6 撕裂特性 233

4.2.7 疲劳特性 234

4.2.8 磨耗特性 236

4.3 炭黑对橡胶加工性能的影响 237

4.3.1 混炼 237

4.3.2 压出 251

4.3.3 硫化 254

4.4 炭黑对硫化胶基本性能的影响 257

4.4.1 硬度 257

4.4.2 定伸应力 259

4.4.3 拉伸强度 262

4.4.4 耐磨性 264

4.5 硫化胶的动态特性 272

4.5.1 基本概念 272

4.5.2 和振幅的关系 274

4.5.3 和频率的关系 289

4.5.4 和温度的关系 296

4.5.5 回弹性 297

4.5.6 生热性 302

4.5.7 贮存模量和损耗系数的平衡 305

4.6 胎面胶滚动阻力和牵引力 308

4.6.1 滚动阻力与回弹性及损耗系数的关系 308

4.6.2 牵引力与损耗柔量及损耗模量的关系 308

4.6.3 炭黑特性的影响 310

4.6.4 炭黑和操作油配合量的影响 310

4.6.5 炭黑和聚合物间相互作用的影响 311

4.6.6 耐磨性和滚动阻力的平衡 312

4.7 橡胶的老化疲劳和机械破坏 314

4.7.1 橡胶的老化疲劳 314

4.7.2 耐切割性 316

4.7.3 抗撕裂性 318

4.7.4 耐屈挠性 319

4.8 硫化胶的导电性和传热性 319

4.8.1 导电性 319

4.8.2 传热性 323

4.9 橡胶配方设计 325

4.9.1 炭黑品种的选择 325

4.9.2 炭黑配合量的选择 327

4.9.3 硬度的调节方法 328

4.9.4 配方实例 330

4.10 炭黑母炼胶 335

4.10.1 概述 335

4.10.2 干法炭黑母炼胶 336

4.10.3 湿法炭黑母炼胶 337

参考文献 337

第五章 炭黑在非橡胶工业中的应用 342

5.1 炭黑在塑料中的应用 342

5.1.1 概述 342

5.1.2 着色性的应用 344

5.1.3 紫外线防护性的应用 349

5.1.4 导电性的应用 351

5.2 炭黑在印刷油墨中的应用 356

5.2.1 概述 356

5.2.2 油墨的分类及其主要成分 357

5.2.3 炭黑性质对油墨性能的影响 358

5.2.4 炭黑在油墨中的分散 362

5.2.5 不同印刷方式对油墨和炭黑的不同要求 365

5.2.6 国外不同的油墨用炭黑品种的情况 366

5.3 炭黑在涂料中的应用 367

5.3.1 概述 367

5.3.2 涂料用原材料 369

5.3.3 涂料用炭黑 370

5.3.4 涂料用炭黑的分散 374

5.4 炭黑在干电池中的应用 377

5.4.1 概述 377

5.4.2 干电池的构造及应用炭黑的部位 378

5.4.3 乙炔炭黑的干电池应用性能 381

5.5 炭黑在碳素制品工业中的应用 385

5.5.1 概述 385

5.5.2 碳素制品的制造过程 386

5.5.3 炭黑在电机用电刷中的应用 389

5.5.4 电器用碳素制品中的应用 391

5.5.5 在机械用碳素制品中的应用 392

5.5.6 在其他碳素制品中的应用 392

5.6 炭黑在静电复印色粉中的应用 394

5.7 炭黑的其他用途 399

5.7.1 造纸着色 399

5.7.2 纤维着色 399

5.7.3 水泥 401

5.7.4 耐火材料 401

5.7.5 路面沥青的补强 402

5.7.6 金属碳化物和工程陶瓷用碳化物 402

5.7.7 高温粒状绝热材料 403

5.7.8 炼钢和铸造 403

5.7.9 高温润滑脂 404

5.7.10 热稳定剂、润滑剂 404

5.7.11 合成革 404

5.7.12 电阻材料 405

5.7.13 面状发热材料 406

5.7.14 磁记录材料 406

5.7.15 催化剂载体 407

5.7.16 炸药 408

5.7.17 农业 408

5.7.18 太阳能利用 409

5.7.19 融雪、化冰 410

5.7.20 墨、墨汁和墨水 411

5.7.21 炭笔、铅笔、油彩和水彩 412

5.7.22 化妆品 412

参考文献 414

第六章 炭黑的产品标准及其试验方法 416

6.1 概述 416

6.1.1 炭黑产品标准的重要性及其分类 417

6.1.2 国际标准和国外标准 420

6.1.3 我国的炭黑标准化工作 428

6.2 橡胶用炭黑产品标准 433

6.2.1 国际标准及国外标准 433

6.2.2 国内标准 440

6.3 色素炭黑和导电炭黑产品标准 455

6.3.1 国外色素炭黑标准 456

6.3.2 我国色素炭黑标准 463

6.4 乙炔炭黑产品标准 466

6.4.1 国外乙炔炭黑产品标准 466

6.4.2 国内乙炔炭黑产品标准 466

6.5 试验方法概要 468

6.5.1 炭黑粒径的测定 468

6.5.2 炭黑比表面积的测定 473

6.5.3 炭黑结构的测定 506

6.5.4 炭黑聚集体形态参数的测定 512

6.5.5 炭黑表面化学性质的测定 519

6.5.6 炭黑导电性能的测定 522

6.5.7 炭黑不纯物的测定 526

6.5.8 造粒炭黑质量测定方法 532

6.5.9 炭黑橡胶物理机械性能测试方法 535

6.5.10 色素炭黑应用性能测定 550

6.5.11 炭黑专用测试仪器 554

6.5.12 炭黑的抽样方法 555

6.5.13 标准参比炭黑 557

参考文献 563

第七章 炭黑品种介绍 565

7.1 油炉法橡胶用炭黑 565

7.1.1 现纳入(或曾纳入)ASTM D1765的品种 565

7.1.2 未纳入 ASTM D1765的品种 579

7.2 油炉法非橡胶用炭黑 583

7.2.1 油炉法色素炭黑 583

7.2.2 油炉法导电炭黑 586

7.3 气炉法炭黑 588

7.3.1 天然气半补强炉黑 588

7.3.2 冶金用炭黑 589

7.4 热裂法炭黑 589

7.4.1 N907 589

7.4.2 N908 590

7.4.3 N990 590

7.4.4 N991 591

7.5 乙炔炭黑 591

7.6 接触法炭黑 592

7.6.1 槽法炭黑 592

7.6.2 混气炭黑 592

7.6.3 滚筒法炭黑 593

7.7 副产炭黑 594

7.8 灯烟法炭黑 595

7.9 其他方法生产的炭黑 595

7.9.1 骨炭 595

7.9.2 Ensaco 炭黑 595

7.10 国内外特种炭黑品牌对照 596

7.10.1 色素炭黑 596

7.10.2 导电炭黑及其他 598