حدود ۳۰ درصد از وزن لاستیک را کربن تشکیل می‌دهد. کربنی که در تولید تایرها و سایر قطعات لاستیکی به‌کار می‌رود، دوده صنعتی یا کربن بلک (Carbon Black) نام دارد. دوده صنعتی یک ماده پودری سیاه رنگ است و در دنیای مواد شیمیایی و صنعتی طی یک فرآیند مشخص و تحت شرایط کنترل شده به دست می‌آید. در واقع کربن بلک از سوختن ناقص مواد هیدروکربنی مانند نفت و گاز طبیعی به دست آمده و یکی از مواد پرکاربرد و کلیدی به شمار می‌رود.
این ماده به‌دلیل ساختار شیمیایی خاص خود، رسانایی بالا، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت رنگدهی عالی، در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. و بیشتر به عنوان تقویت‌کننده در صنعت لاستیک سازی و نیز به عنوان رنگدانه در تولید جوهر، رنگ، پلاستیک و پوشش‌ها استفاده میشود. شناخت دوده و کاربردهای گسترده‌اش می‌تواند به شما کمک کرده تا در صنایع مختلف از این محصول استفاده نمایید. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ویژگی‌ها و کاربردهای کربن بلک تا انتهای این مقاله در ویراتیس همراه ما باشید.
برای خرید عمده کربن بلک، می‌توانید با شماره تماس‌های 02188107725 و 02188107454 در ویراتیس تماس حاصل فرمایید تا کارشناسان ما شما را همراهی نمایند.
کربن بلک یا دوده صنعتی چیست؟
کربن بلک، دوده سیاه، دوده صنعتی و یا دوده نفتی، پودری بسیار ریز می‌باشد. این پودر از سوزانده شدن ناقص هیدروکربن‌هایی مانند نفت کوره، گاز طبیعی و یا قطران زغال‌سنگ در شرایط کنترل شده به دست آمده و تولید میشود. کربن بلک از مواد اولیه بسیار پرکاربرد در خط تولید صنایع مختلف است که جهت تاثیر بر خواص و ویژگی‌های محصولات تولیدشده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول شیمیایی به عنوان یک فیلر و عامل تقویت‌کننده کاربرد دارد. دوده صنعتی بسیار ارزشمند در صنعت بوده و دارای ذرات نانومتری می‌باشد. این ماده از نظر ساختار شیمیایی تقریبا به‌طور کامل از کربن خالص تشکیل شده و دارای سطح ویژه بالا و اندازه ذرات نانومتری است.
دوده سیاه با گرافیت یا دوده طبیعی حاصل از احتراق ناقص چوب متفاوت است. این تفاوت‌ها بیشتر در ساختار بلوری، سطح ویژه و کاربردهای صنعتی نمایان می‌شوند. بیشترین استفاده از آن جهت ایجاد مقاومت خمشی، سختی و جلوگیری از پارگی محصولات لاستیکی، تایر خودرو و یا محصولات پلاستیکی می‌باشد. نوع کربن بلک در کیفیت محصول نهایی تاثیر داشته و باید بر این اساس انتخاب شود. به طور مثال در تولید لاستیک به‌طور معمول از دوده صنعتی یا کربن بلک (Carbon Black / دوده سیاه) استفاده میشود. زیرا موجب تقویت مکانیکی لاستیک، بهبود دوام تایر، بهبود رسانایی حرارتی و محافظت در برابر نور و اشعه UV میشود. دوده طبیعی در رنگ‌سازی سنتی، آزمایشگاه‌ها و تحقیق‌ها و پوشش‌های تزئینی بیشترین کاربرد را دارد.
مقایسه پرکاربردترین انواع دوده صنعتی در بازار ایران
- دوده صنعتی 330 مرغوب، دارای ذرات ریز و از خواص خوبی مثل قالب‌پذیری، استحکام کششی، تقویت‌کنندگی و غیره برخوردار است.
- فیلر دوده ۵۵۰، با افزایش سطح تورم لاستیک، اکستروژن راحت و الاستیسیته بالا، به تقویت هرچه بیشتر محصولات لاستیکی کمک می‌کند.
| ویژگی‌ها | کربن بلک N330 | کربن بلک N550 |
|---|---|---|
| کد ASTM / نام رایج | N330 – دوده نرمال | N550 – دوده نرم (فیلر ۵۵۰) |
| نوع تولید / دسته‌بندی | Furnace Black / نرمال | Furnace Black / نرم |
| اندازه ذرات (سایز ذرات) | 27–31 نانومتر | 50–60 نانومتر |
| مساحت سطح (m²/g) | حدود 85 m²/g | حدود 43 m²/g |
| کاربرد اصلی | تایر خودرو، قطعات لاستیکی عمومی | واشر، ضربه‌گیر، لوله‌ها و کف‌پوش‌ها |
| ویژگی‌ها | تعادل عالی بین استحکام و انعطاف، پرمصرف‌ترین نوع صنعتی | انعطاف‌پذیری بالا، مناسب برای جذب ضربه و ارتعاش |
کربن بلک به عنوان یکی از مواد اولیه لاستیک شناخته میشود: چگونه مواد اولیه لاستیک می‌توانند هزینه‌های تولید را کاهش دهند
کربن بلک چه رنگی است و دوده چه فرمولی دارد
کربن بلک را با نام پیگمنت مشکی ۷ یا (CI Pigment Black 7) می‌شناسند. این ماده اولیه شیمیایی رنگ سیاه عمیق (Black) داشته و به همین علت قدرت رنگدهی و پوشانندگی بالایی دارد. 99 درصد محصول کربن بلک، از کربن خالص C تشکیل شده و یک درصد باقی مانده شامل هیدروژن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن است. این ماده ساختاری آمورف (غیر بلوری) یا شبه‌گرافیتی دارد که سطح آن می‌تواند تشکیل شده از هیدروکسیل (-OH)، کربونیل (C=O) و کربوکسیل (-COOH) باشد که هر کدام از این گروه‌های عاملی، در سطح دوده می‌توانند موجب خواص و ویژگی‌های متعددی شوند. فرمول دوده به این صورت می‌باشد:
کربن بلک = کربن (C) به صورت پودر سیاه‌رنگ با ساختار آمورف
تولید کربن بلک یا دوده صنعتی
دوده صنعتی بر اساس نوع تولید، اندازه ابعاد ذرات و سطح ویژه انواع مختلفی دارد که به طور کلی در 4 دسته معرفی می‌شوند. هر کدام از این انواع، براساس ویژگی‌ها، سطح ویژه و اندازه ذرات، در صنایع مختلف به کار می‌روند.
به‌طور کلی دوده صنعتی به دو روش «سیاه کوره» و «سیاه حرارتی» ساخته و تولید میشود. در روش سیاه کوره که رایجترین روش تولید این ماده محسوب میشود، به راحتی می‌توان دوده صنعتی را در درجات مختلف با اندازه ذرات و ویژگی‌های سطحی متفاوت تولید کرد. چرا که طی فرایندهای آن، مواد اولیه در کوره‌ای با اکسیژن محدود شعله‌ور می‌شوند تا ذرات کربن سیاه تولید گردند. اما در روش دوم یعنی روش سیاه حرارتی، گاز طبیعی یا سایر گازهای هیدروکربنی در دمای بالا (بالاتر از ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) تجزیه حرارتی می‌شوند تا ذرات کربن سیاه تولید شوند.
- دوده سخت:
این نوع از دوده صنعتی خواص مکانیکی بسیار خوبی داشته و به علت ذرات بسیار ریز و سطح ویژه بالا، ساختاری سخت داشته و در صنایعی همچون تایرسازی و در تولید انواع قطعات لاستیکی مقاوم در برابر سایش نقش موثری داشته است. دوده‌های سخت (Hard Carbon Black) معمولا در گریدهای سری N100 و N200 تولید می‌شوند. این گریدها به خاطر اندازه ذرات بسیار ریز و سطح ویژه بالا شناخته می‌شوند و بیشترین خاصیت تقویتی را برای لاستیک دارند.
مهم‌ترین گریدهای دوده سخت:
- N110
- N220
- N234
- N299
- دوده نرم:
برعکس دوده سخت، این نوع (Low Structure Carbon Black) ذرات درشت‌تر با سطح ویژه کمتری دارد. انعطاف پذیری این نوع دوده بیشتر است و در تولید تولید لاستیک‌های نرم، چسب‌ها و درزگیرها به کار می‌رود. دوده نرم (Soft Carbon Black) گریدهایی با اندازه ذرات درشت‌تر و سطح ویژه کمتری دارد و بیشتر برای انعطاف‌پذیری، ضربه‌گیری و پرکنندگی اقتصادی استفاده میشود.
مهم‌ترین گریدهای دوده نرم:
- N550 (فیلر دوده ۵۵۰)
- N660
- N772
- N990
- دوده با گرید نرمال:
یکی از پرکاربردترین انواع دوده صنعتی، گرید نرمال آن است که بر اساس دسته‌بندی‌های استاندارد ASTM، با حرف N و سه رقم در کنار آن دسته بندی و شناخته می‌شوند. مانند:
- N220
- N330
- N550
- N660
چهار مورد نام برده شده از دوده نرمال، از پرکاربردترین انواع آن هستند که هر کدام در صنایع خاصی کاربرد دارند. N220 در ساخت تایرهای ماشین سنگین، N330 در تولید در تایرها و قطعات لاستیکی عمومی، N550 معمولا برای افزایش انعطاف‌پذیری در قطعات لاستیکی به کار می‌رود و N660 برای کاهش سختی و افزایش نرمی در فراورده‌های لاستیکی استفاده میشود.
- دوده حرارتی:
این نوع از دوده صنعتی از روش احتراق ناقص گاز طبیعی تولید میشود و در صنایع مختلفی از جمله تولید تایر و لاستیک کاربرد دارد.
در ویراتیس با فرآیند تولید دوده صنعتی یا کربن بلک بیشتر آشنا شوید.
انواع کربن بلک صنعتی
| کد ASTM / نام رایج | نوع تولید / دسته‌بندی | اندازه ذرات – سطح ویژه – کاربرد – ویژگی‌ها |
|---|---|---|
| N110 – دوده سخت | Furnace Black / سخت | 20 نانومتر – 145 m²/g – تایر سنگین و کامیون – مقاومت سایشی بسیار بالا |
| N220 – دوده سخت | Furnace Black / سخت | 25 نانومتر – 120 m²/g – تایر خودرو و صنعتی – استحکام بالا، انعطاف مناسب |
| N330 – دوده نرمال | Furnace Black / نرمال | 30 نانومتر – 85 m²/g – تایر و قطعات عمومی – متعادل، پرمصرف‌ترین نوع |
| N550 – دوده نرم (فیلر دوده ۵۵۰) | Furnace Black / نرم | 55 نانومتر – 43 m²/g – واشر و ضربه‌گیر – انعطاف‌پذیری بالا |
| N660 – دوده نرم | Furnace Black / نرم | 60 نانومتر – 35 m²/g – کف‌پوش و لوله لاستیکی – پرکننده اقتصادی |
| N772 – دوده نرم | Furnace Black / نرم | 75 نانومتر – 27 m²/g – محصولات ضدسایش – مقاومت بالا در برابر UV |
| N990 – دوده نرم بسیار درشت | Furnace Black / نرم | 280 نانومتر – 9 m²/g – ضربه‌گیر و ارتعاش‌گیر – پرکننده حجیم، هدایت پایین |
| Thermal Black – دوده حرارتی | Thermal Black / حرارتی | 300–500 نانومتر – 5–10 m²/g – قطعات لاستیکی ساده – بدون خواص تقویتی |
| Channel Black – دوده کانالی | Channel Process / سخت–خاص | 10–20 نانومتر – 130–150 m²/g – جوهر و رنگ مشکی خاص – مشکی بسیار قوی، کمیاب |
| Acetylene Black – دوده استیلنی | Acetylene Process / خاص | 35 نانومتر – 65–75 m²/g – باتری و قطعات رسانا – رسانایی الکتریکی بسیار بالا |
استاندارد صنعتی بین‌المللی که نوع دوده را مشخص می‌کند با کد ASTM شناخته میشود. اندازه ذرات کربن بلک هر چه کوچک‌تر باشند خواص تقویتی و سطح ویژه بیشتری دارند. سطح ویژه بیشتر به طور مستقیم با میزان تقویت کنندگی این محصول ارتباط دارد. نقاط قوت هر نوع دوده صنعتی با یکدیگر تفاوت داشته و موجب شده تا کاربردهای متفاوتی در صنعت داشته باشند.
حلال کربن بلک چیست
کربن بلک به دلیل ساختاری غیرقطبی، آمورف و گرافیتی که دارد، در حلال‌های معمول (آب، الکل و استون) قابلیت انحلال ندارد. اتم‌های کربن دوده صنعتی بسیار پایدار و غیر واکنش‌پذیر می‌باشند. اما برخی از حلال‌ها، می‌توانند نهایتا آن را در خود معلق کرده و سطح آن را حل کنند. بنزن، تولوئن، زایلن و کلروفرم، از حلال‌های بسیار قوی می‌باشند که می‌توانند تا نقطه تعلیق دوده را در خود حل کنند. در صنعت لاستیک سازی، دوده در روغن آروماتیک یا پارافینیک پخش میشود، اما حل نمی‌شود.
خرید حلال شیمیایی به صورت عمده در ویراتیس
خواص فیزیکی و شیمیایی دوده صنعتی
آشنایی با خواص شیمیایی و فیزیکی کربن بلک کمک کرده تا بتوانید از این محصول بهترین کاربرد را به دست آورید.
- دوده صنعتی یا کربن بلک به دلیل ساختار ویژه خود، در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده‌ای دارد. ذرات دوده می‌توانند به صورت دانه‌های منفرد یا خوشه‌های متراکم ظاهر شوند و همین ویژگی باعث میشود خواص فیزیکی و شیمیایی آن بهینه باشد.
- یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دوده صنعتی، مساحت سطح بالا این محصول است. این ویژگی باعث شده قابلیت جذب مواد دیگر و تقویت ترکیبات صنعتی بسیار عالی باشد و نقش کلیدی در بهبود عملکرد محصولات ایفا نماید.
- رنگ ذرات کربن بلک سیاه عمیق است، که نشان‌دهنده میزان بالای کربن موجود در آن است. به همین دلیل در صنایعی که نیاز به پوشش با شدت رنگ بالا و پراکندگی نور مناسب دارند، از این فیلر پرکاربرد استفاده میشود.
- رسانایی حرارتی مناسب کربن بلک باعث شده تا بتوان از آن در ترکیبات لاستیکی و مواد حرارتی استفاده کرد. هرجا که نیاز به اتلاف گرمای کارآمد وجود دارد، دوده صنعتی به عنوان یک پرکننده با عملکرد بالا کاربرد دارد.
- با توجه به گرید کربن بلک و میزان ناخالصی ذرات، این ماده در صنعت الکترونیک و کاربردهای رسانایی الکتریکی نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. به ویژه در باتری‌ها، کابل‌ها و قطعات رسانا، دوده صنعتی موجب بهبود کارایی و پایداری محصولات میشود.
- از دیگر کاربردهای برجسته این فیلر، تقویت ترکیبات لاستیکی است. استفاده از کربن بلک می‌تواند استحکام کششی، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت سایشی و دوام محصول نهایی را به طرز قابل توجهی افزایش دهد. به همین دلیل، اکثر تایرها، واشرها، لوله‌ها و کف‌پوش‌های صنعتی با استفاده از کربن بلک تولید می‌شوند.
کاربرد دوده صنعتی
دوده صنعتی یا کربن بلک چندین و چند کاربرد مهم در صنایع مختلف دارد. در ادامه نگاهی به مهم‌ترین کاربردهای صنعتی و غیرصنعتی آن می‌اندازیم:
تولید محصولات لاستیکی و پلاستیکی با کربن بلک
این یکی از اصلی‌ترین کاربردهای دوده صنعتی یا بلک کربن است. این محصول تقویت‌کننده در مراحل تولید انواع محصولات لاستیکی اعم از تسمه نقاله، لاستیک، واشر، شلنگ و … به کار می‌رود تا خواصی مثل مقاومت در برابر حرارت، سایش و پارگی را تقویت کند و طول عمر محصول را بالا ببرد. کربن بلک قادر است خواص مکانیکی مثل مقاومت در برابر ضربه و ثبات ابعادی محصولات پلاستیکی را تا حد خوبی بهبود ببخشد؛ به‌همین خاطر در تولید ترموپلاستیک کاربرد فراوان دارد. از طرفی در صنایع الکترونیک و خودرو به‌جهت تقویت هدایت الکتریکی قطعات پلاستیکی کاربرد دارد.
دوده سخت (Hard Carbon Black) – N100 / N200 در گریدهایی همچون N110، N220، N234 و دوده نرمال (Medium / Normal Carbon Black) در گریدهایی همچون N300 / N330 و دوده نرم (Soft Carbon Black) در گریدهایی همچون N500 / N550 / N660 / N772 / N990 برای تولید محصولات لاستیکی و با توجه به نوع محصول و عملکرد مورد نظر کاربرد دارند.
دوده صنعتی به عنوان رنگدانه در پوشش‌ها و جوهرها
این یکی از اصلی‌ترین کاربردهای دوده صنعتی یا بلک کربن است که از آن جهت دستیابی به شدت رنگ، پایداری UV و کدورت بالا استفاده میشود. رنگ سیاه و عمیق دوده صنعتی در کاربردهایی مثل تونر، جوهر چاپ، رنگ معماری یا پوشش خودرو به وفور به کار می‌رود و در صنعت چاپ، تولید بستنی رنگی و محصولات آرایشی و بهداشتی مثل رژلب کاربرد دارد. برای رنگدانه در پوشش‌ها و جوهرها معمولا از گریدهای Furnace Black (ریز و نرم مثل N110–N330)، Channel Black و Acetylene Black استفاده میشود.
بلک کربن در تولید باتری
از آنجا که این فیلر پرکننده از خواص هدایت الکتریکی برخوردار است، در تولید باتری (خصوصا باتری‌های سرب اسیدی) از آن استفاده میشود تا موجب طول عمر بالای باتری شود. برای تولید باتری به طور معمول از Acetylene Black (دوده استیلنی) به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، ساختار متراکم و خالص و ذرات ریز و یکنواخت استفاده میشود.
تولید پلیمرهای رسانا و سایر کاربردهای کربن بلک
در تولید پلیمرهای رسانا مثل وسایل الکترونیکی، حسگرها و محافظ الکترومغناطیسی از فیلر دوده با گرید Acetylene Black (دوده استیلنی) به‌عنوان تثبیت‌کننده استفاده میشود. از دیگر کاربردهای فیلر دوده صنعتی می‌توان به تولید چسب و درزگیر، برس‌های کربنی، صنعت کاغذ، ساخت‌وساز، عایق‌کاری، آتش‌نشانی، کشتی‌سازی، صنایع تزئینی و چوب، پوشش‌های صنعتی، صنایع پزشکی و داروسازی و موارد مشابه در صنایع مختلف اشاره نمود.
بیشتر بخوانید: پخت لاستیک چیست؟ انواع روش های پخت لاستیک کدامند؟
مزایای استفاده از کربن بلک در صنایع
- افزایش طول عمر محصولات لاستیکی و پلاستیکی
- بهبود خواص فیزیکی مانند مقاومت کششی
- جلوگیری از نفوذ نور و اشعه UV
- رنگدهی قوی و ماندگار
اثرات دوده صنعتی یا بلک کربن بر محیط زیست
دوده صنعتی اگرچه کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد، روند تولید آن موجب آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه‌ای میشود که یک خطر بزرگ برای محیط‌زیست است! بنابراین انتظار می‌رود در خط تولید صنایع مختلف، حداکثر تلاش برای دفع مناسب ضایعات و جلوگیری از انتشار احتمالی دوده و در نتیجهآلودگی خاک و آب انجام بگیرد. استنشاق مداوم غبار کربن بلک نیز ممکن است برای ریه‌ها مضر باشد. در کارخانه‌ها و صنعت باید از تهویه مناسب و ماسک‌های مخصوص استفاده شود.
دوده صنعتی یا کربن بلک را چطور تهیه کنیم؟
برای خرید دوده صنعتی (کربن بلک) ۳۳۰ و یا خرید فیلر دوده ۵۵۰ به‌صورت عمده، با کارشناسان ما در ویراتیس در ارتباط باشید. گریدهای مختلف این محصول در درجات کیفی متفاوت به وفور در بازار ایران یافت می‌شوند و می‌توانید آن را از شرکت‌های متفاوت تهیه کنید. با این حال، با توجه به اهمیت این محصول پرکننده در صنایع مختلف، توصیه می‌کنیم آن را از شرکتی با تجربه درخشان و خوشنام تهیه کنید تا تضمین اصالت و مرغوبیت کالای خریداری‌شده باشد. ما در تیم ویراتیس، از لحظه انتخاب تا لحظه خرید نهایی این محصول، قدم به قدم همراه شما هستیم و تمامی مشاوره‌های مورد نیاز و راهنمایی‌ها را انجام خواهیم داد. در نتیجه ز نگرانی از بابت خرید، کیفیت و قیمت محصولات اولیه شیمیایی نخواهید داشت.
مواد اولیه شیمیایی را در ویراتیس با قیمت عمده بخرید.
سوالات متداول در مورد کربن بلک یا دوده صنعتی
سوالات پرتکرار زیر در مورد کربن بلک به شما کرده تا بتوانید به طور کامل با این محصول کاربردی آشنا شوید. در صورت نیاز به راهنمایی‌های بیشتر در مورد این محصول و یا برای خرید عمده دوده صنعتی در ویراتیس می‌توانید با همکاران متخصص ما در ارتباط بوده و مشاوره شوید. با شماره‌های 02188107725 و 02188107454 تماس بگیرید.
اندازه ذرات کربن بلک چه تاثیری بر روی کاربرد آن دارد؟
اندازه ذرات تعیین‌کننده قدرت تقویت، پوشش رنگ و پراکندگی نور است. ذرات ریزتر برای پوشش و جوهر و ذرات درشت‌تر برای پرکننده استفاده می‌شوند.
کربن بلک در تایر و لاستیک خودرو چه نقشی دارد؟
کربن بلک استحکام کششی، مقاومت سایشی و دوام تایرها را افزایش می‌دهد و باعث عملکرد بهتر و طول عمر بالاتر میشود.
چگونه کربن بلک باعث تقویت پلاستیک و لاستیک میشود؟
به دلیل مساحت سطح بالا و ساختار ذرات، کربن بلک با پلاستیک و لاستیک ترکیب شده و استحکام، مقاومت پارگی و انعطاف را افزایش می‌دهد.
کربن بلک رسانای الکتریکی است یا خیر؟
بله، به ویژه Acetylene Black و برخی گریدهای Furnace Black در باتری‌ها و قطعات رسانا کاربرد دارند.
مزایا و معایب استفاده از کربن بلک در صنایع چیست؟
مزایا: تقویت، رنگدهی، مقاومت حرارتی و رسانایی
معایب: نیاز به پراکندگی دقیق و کنترل میزان استفاده برای جلوگیری از مشکلات فرآیندی
آیا کربن بلک برای محیط زیست یا انسان ضرر دارد؟
در فرم صنعتی کنترلشده خطر کمی دارد، اما استنشاق گرد و غبار آن بدون حفاظت ممکن است مشکلات تنفسی ایجاد کند.
آیا کربن بلک باعث افزایش مقاومت در برابر UV میشود؟
بله، برخی گریدهای نرم و خاص با جذب اشعه UV، محصولات لاستیکی و پلاستیکی را محافظت می‌کنند.
کربن بلک در تولید سنگ مصنوعی چه کاربردی دارد؟
کربن بلک به عنوان فیلر و پیگمنت در سنگ مصنوعی استفاده میشود و با رنگدهی مشکی عمیق، تقویت مقاومت مکانیکی و افزایش دوام، ظاهر و کیفیت محصول نهایی را بهبود میبخشد.
بهترین گرید کربن بلک برای تایرهای خودرو چیست؟
گریدهای N220 و N330 رایجترین گزینهها هستند که استحکام، انعطاف و دوام بالا دارند.
خرید دوده صنعتی 330 پارس به صورت عمده در ویراتیس
