4.1.1. Технический углерод

Основным активным наполнителем считается технический углерод,который получается при неполном сгорании или термическом разложении без доступа воздуха углеводородного сырья. Сырьем являются природный или промышленный газ и жидкие углеводородные продукты переработки нефти, угля и сланцев. Во всех случаях сырье подвергается обработке в распыленном состоянии при температурах 1300-1600ºС, когда оно превращается в элементарный углерод. Заряженные частицы сталкиваются в газовом потоке и срастаются, и поэтому время пребывания при высокой температуре влияет на размер частиц техуглерода. Регулируют время пребывания охлаждением газового потока. Именно способом охлаждения потока газов отличаются промышленные способы производства техуглерода.

Каждый способ получения влияет на структуру и размеры частиц технического углерода, их химические и адсорбционные свойства. Современные установки имеют специальные устройства для воздействия на сырье, что позволяет получить технический углерод с заданными свойствами.

В настоящее время до 75% производимого в мире технического углерода потребляется резиновой промышленностью, а остальное количество используется в электротехнической, полиграфической, лакокрасочной промышленности.

Технический углерод – это высокодисперсный материал с очень малым насыпным весом. Поэтому для облегчения транспортировки и уменьшения пыления его гранулируют мокрым или сухим методами.

Технический углерод - почти чистый углерод, который в зависимости от способа получения может содержать до нескольких процентов Н, N, О или золы. На поверхности частиц имеются ненасыщенные атомы углерода, при окислении которых образуются функциональные группы: гидроксильные, карбоксильные, карбонильные, ненасыщенные и др. Количество таких групп зависит от способа получения и определяет химическую и адсорбционную активность технического углерода. Кроме того, за счет окисления поверхность частиц становится шероховатой, и в углубления рельефа легко адсорбируются мелкие молекулы ингредиентов, в первую очередь, компоненты вулканизующей системы. Поэтому окисленные марки замедляют вулканизацию.

В готовом техническом углероде за счет адсорбционного взаимодействия образуются так называемые вторичные структуры частиц технического углерода. Это могут быть простые агломераты, цепочки и даже сетки. Вторичные структуры разрушаются при введении технического углерода в резиновую смесь и вновь образуются в готовой смеси.