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如何提高导电炭黑吸油值和比表面积

来源: | 作者:导电炭黑 | 发布时间: 2024-11-12 | 104 次浏览 | 分享到:

提高吸油值的方法

偶联剂改性:使用硅烷偶联剂对导电炭黑进行表面处理。硅烷偶联剂的分子结构中含有能够与炭黑表面反应的基团(如甲氧基、乙氧基等)和与油相溶性好的基团(如长链烷基等)。当偶联剂与炭黑表面反应后,长链烷基能够伸展到油相中,增加炭黑与油的亲和力,从而提高吸油值。例如,将导电炭黑与适量的 KH - 550 硅烷偶联剂在一定温度(如 80 - 100℃)下反应 2 - 3 小时,经过处理后的炭黑吸油值会有所提高。

表面活性剂处理:利用表面活性剂对导电炭黑进行处理。表面活性剂的亲水基团吸附在炭黑表面,疏水基团向外,当与油接触时,疏水基团与油相互作用,使炭黑更容易吸附油。例如,使用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,将导电炭黑与一定浓度(如 1% - 5%)的 SDS 溶液混合,经过搅拌、干燥等过程后,炭黑的吸油值会得到改善。

选择合适的生产工艺:在导电炭黑生产过程中,不同的工艺会影响炭黑的结构,进而影响吸油值。例如,采用炉法生产时,通过调整反应温度、停留时间和原料油的种类等参数,可以改变炭黑的结构。较高的反应温度和较长的停留时间有助于形成高结构炭黑,这种炭黑具有更多的分支和孔隙结构,能够吸附更多的油。

后处理物理活化:可以使用物理方法对炭黑进行活化处理,以增加其孔隙结构。例如,采用高温蒸汽处理导电炭黑,在一定温度(如 800 - 1000℃)和压力(如 0.5 - 1.5MPa)下,蒸汽能够使炭黑的内部结构发生变化,产生更多的孔隙,从而提高吸油值。

炭黑结构调控

表面改性处理

提高比表面积的方法

球磨细化:采用球磨技术对导电炭黑进行后处理。球磨过程中,炭黑颗粒在研磨球的碰撞和摩擦作用下被细化。选择合适的球磨设备、研磨球大小和球磨时间等参数至关重要。例如,使用直径为 3 - 5mm 的研磨球,球料比(研磨球与炭黑的质量比)在 10:1 - 20:1 之间,球磨时间为 2 - 6 小时,可以使炭黑粒径变小,比表面积增大。

超声分散:利用超声分散技术来防止炭黑团聚,使炭黑颗粒更好地分散,从而充分暴露其表面。将导电炭黑置于超声清洗器或超声探头设备中,选择合适的超声功率(如 200 - 500W)和超声时间(如 30 - 60 分钟),能够有效地打开炭黑团聚体,增加比表面积的有效利用率。

精选原料:选择高纯度、低分子质量的原料油用于导电炭黑生产。原料油的分子质量越小,在热解过程中越容易形成小粒径的炭黑颗粒,从而增加比表面积。例如,使用芳烃含量高且分子质量较小的石油馏分作为原料,有利于生成粒径小的炭黑。

调整生产工艺参数:在生产过程中,降低炭黑生成反应的温度和缩短反应时间可以减小炭黑粒径,进而增加比表面积。例如,在炉法生产中,适当降低反应温度(如从 1400℃降低到 1300℃),同时缩短原料油在反应炉中的停留时间(如从几毫秒缩短到更短时间),能够使生成的炭黑粒径变小,比表面积增大。

原料和工艺优化

后处理细化和分散