ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация углёродонаполненных систем— наполнителей и связующих из "Нефтяной углерод" Нефтяной углерод, обладая специфическими свойствами (различной степенью дисперсности, адсорбционной и химической активностью, высокой степенью чистоты и др.), является широко распространенным продуктом, используемым в качестве наполнителя в углеродонаполненных системах (УНС) и реагента (чаще восстановителя) в различных химико-технологических процессах. [c.79] В зависимости от состава и соотношения компонентов УНС мажет из вязкотекучего состояния (слабонаполненная система) переходить в пластическое (наполненная система), т, е. при определенной нагрузке УНС деформируется, не теряя своей сплошности, а при снятии нагрузки сохраняет приданную форму. Пластические свойства характерны для электродных масс, резиновых смесей и обусловлены способностью к перемещению молекул связующего (пеков, каучука) относительно друг друга под действием внешней нагрузки. [c.79] С повыщением температуры в системе (а иногда в результате введения добавок) физические связи превращаются в химические-(вулканизация каучука, спекание электродных масс) при этом1 система переходит в твердое состояние и обладает упругими свойствами. В отличие от пластических деформаций упругие деформации обратимы — после прекращения действия внешней нагрузки они исчезают. Вулканизованные углеродонаполненные каучуки характеризуются высокоэластичной деформацией — разновидностью упругой деформации. При высокоэластичной деформации — значительной деформации при относительно малых внешних нагрузках— перемещается не вся макромолекула связующего, а только та ее часть, в которой отсутствуют пространственные сшивки. [c.79] Углеродонаполненные системы, полученные на основе пека кокса, после спекания обладают при весьма значительных внешних нагрузках малым относительным удлинением при разрыве. Это объясняется весьма малым расстоянием между пространственными сшивками в молекулах пеков, что сильно ограничивает перемещение частей макромолекул после химического воздействия. [c.79] Рассмотрим классификацию и способы регулирования свойств углеродонаполненных систем. [c.79] Углеродонаполненные системы состоят из наполнителя и связующего. Наполнители представляют собой нефтяной углерод в дисперсном состоянии. Связующие вещества скрепляют частицы наполнителя друг с другом в единый монолит. [c.79] В УНС непрерывной фазой может быть или наполнитель пли связующее вещество, в котором с определенной закономерностью распределены частицы наполнителя (и другие компоненты). В зависимости от назначения в УНС можно вводить десять и более компонентов, которые обусловливают требуемые свойства. [c.80] Введением ускорителей, активаторов и пассиваторов регулируют скорость процесса вулканизации. Ускорители повышают скорость вулканизации. В присутствии активаторов они более активно проявляют свое действие. При введении пассиваторов, наоборот, предотвращается прелсдевременная вулканизация, обусловливаемая взаимодействием каучука с серой и другими компонентами. [c.80] Свойства всех компонентов углеродонаполненных систем подробно описаны в специальной литературе ([101]. Поэтому здесь уделяется внимание лишь нефтяному углеродному наполнителю и связующим веществам, используемым для приготовления УНС. [c.80] В качестве наполнителей УНС используют нефтяные углероды в коллоидно-дисперсном или грубодисперсном состоянии, изотропной и анизотропной структуры, с низким и высоким содержанием серы трудно и легко графитирующиеся, с низкой н высокой адсорбционной н реакционной способностью и т. д. Общим для углеродных наполнителей является достаточно развитая их поверхность и определенная адсорбционная ее активность. [c.80] По степени дисперсности углеродные компоненты наполнителя делят на коллоидно- и грубодисперсные системы. Коллоиднодисперсные системы обладают наиболее высокой удельной поверхностью благодаря малым размерам частиц (10—10 А). Малые размеры частиц и большая их удельная поверхность (20— 300 м / м ) обеспечиваются специальными методами получения нефтяного углерода из газообразного и жидкого сырья при высоких температурах в газовой фазе. К таким нефтяным углеродам относят сажу. По принятому в нашей стране стандарту (ГОСТ 7885—77), сажи в зависимости от их влияния на прочностные свойства и износостойкость резины существенно различаются по активности. [c.80] По способу производства сажи делят на печные, канальные и термические. Печные сажи получают из высокоароматизованных дистиллятов в реакторах. Они могут быть высокоактивными (ПМ-100), активными (ПМ-90В, ПМ-75), среднеактивными (ПМ-50, ПМ-ЗОВ) и малоактивными (ПМ-15). Канальные (ДГ-ЮО) и термические (ТГ-10) сажн получают при термоокислительном или термическом разложении природных газов. [c.80] Сажи марки ТГ-10 выпускают негранулированными в упакованном виде. Все остальные марки гранулируют и перевозят или в специальных вагонах и автоиистернах, или, упаковывая в мешки, в крытых железнодорожных вагонах, контейнерах и автомашинах, избегая прямого контакта с водой. Поскольку тех-нический углерод при 250—440 °С способен к самовозгоранию, необходимо строго соблюдать правила его хранения и транспортирования. [c.81] Грубодисперсные системы с небольшой удельной поверхностью можно получить в результате естественного образования (в процессах коксования) или измельчения крупных частиц. Грубодисперсная система, используемая для получения УНС, содержит частицы, различающиеся по размеру весьма существенно (от 10 мк до 15—20 мм). [c.81] В зависимости от молекулярной структуры нефтяные углероды делят на анизотропные и изотропные по степени сернистости — на малосернистые (до 1,0% S), среднесернистые (до 1,5% S), сернистые (до 4,0% S), высокосернистые (более 4,0% S) по гранулометрическому составу — на кусковой (фракции выше 25 мм), кок-сик или орешек (фракции от 6—8 до 25 мм) и мелочь (фракции ниже 8 мм) по степени зольности —на малозольные (до 0,5% А), среднезольные (0,5—0,8% А) и зольные (более 87о А) [112]. [c.81] Нефтяные углероды могут существенно различаться по адсорбционной и реакционной способности, по удельному электросопротивлению (УЭС), структурности (в основном сажи), теплофизическим н другим свойствам, что должно быть учтено при использовании их в различных отраслях народного хозяйства. [c.81] В качестве связующих веществ в УНС обычно используют жидкие продукты различной вязкости — каучуки, нефтяные и каменноугольные пеки и др. [c.81] Хорошая возможность регулирования пластичности п эластичности натуральных и синтетических каучуков в процессе их получення и вулканизации делает их незаменимыми видами связующих веществ УНС специального назначения, Химические и ф[гзнческпе свойства различных каучуков (изопреновый, этилен-пропилен-диеновый, хлоропреновый, бутилкаучук, уретановый и др.) изложены в специальных работах [101] и здесь не рассматриваются. [c.81] Нефтяные и каменноугольные пеки, являющиеся важной составляющей УНС, принято делить на а) пропитывающие средства, обладающие высокой проникающей способностью в поры наполнителя и коксуемостью и низкими температурами размягчения (50—70 °С по КиС) б) связующие вещества,, характеризующиеся высокой поверхностной активностью и соответственно адгезионной способностью, коксуемостью, со средними температурами размягчения (70— 120 °С по КиС) в) пеки для формирования углеродных волокон с высокими значениями коксуемости и температурами размягчения (170—200°С по КиС). [c.81] Вернуться к основной статье