Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao lốp xe lại đen và bền, hay vì sao mực in có thể bám chắc trên giấy đến vậy? Câu trả lời là do Carbon Black – một loại vật liệu đặc biệt với những tính chất lý hóa độc đáo. Hãy cùng tìm hiểu rõ hơn khái niệm về bột than đen và tại sao nó lại được ứng dụng nhiều đến vậy trong lĩnh vực công nghiệp.
Định nghĩa Carbon Black
Carbon Black hay Black Carbon là gì? Đây là một loại vật liệu dạng bột mịn màu đen, được tạo ra nhờ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các chất hữu cơ giàu carbon như nhựa cracking etilen, nhựa than đá,… Kích thước các hạt carbon đen cực kỳ nhỏ và được liên kết với nhau tạo thành một cấu trúc xốp. Chính cấu trúc phân tử đặc biệt này đã giúp nó trở thành một loại vật liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như nhựa, mực in, cao su và lốp xe.
Carbon Black là gì?
Tính lý hóa của Carbon black
Tính chất vật lý
- Màu sắc: Đen
- Trạng thái: Dạng bột mịn, dễ bị phân tán
- Kích thước hạt: 10 – 500nm
- Diện tích bề mặt: 10 – 1500 m²/g. Diện tích bề mặt lớn không chỉ gia tăng độ bám dính mà còn cải thiện khả năng phân tán và độ mịn.
- Tính dẫn điện: Bột than đen Carbon Black có khả năng dẫn điện và được ứng dụng trong ngành điện tử và sản xuất pin.
Tính chất hóa học
Carbon Black sở hữu tính chất lý hóa đặc biệt
- Khả năng tạo liên kết hóa học: Thành phần chủ yếu của bột than đen là carbon nguyên chất cùng với một lượng nhỏ các hợp chất chứa oxy, lưu huỳnh và hydro. Nhờ đó giúp tăng khả năng kết dính, phản ứng hóa học và tương tác với polyme, chất phụ gia, tạo thành các liên kết vật lý và hóa học. Điều này giúp tăng độ đàn hồi, độ bền và tuổi thọ của sản phẩm.
- Phản ứng với các chất oxy hóa: Carbon đen có thể phản ứng với các chất oxy hóa mạnh như axit sunfuric (H₂SO₄) hay axit nitric (HNO₃) ở nhiệt độ cao hoặc trong điều kiện oxy hóa mạnh để tạo ra các oxit carbon như CO và CO₂. Phương trình hóa học với axit nitric:
C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H2O
Phương trình hóa học với axit sunfuric:
C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2SO₂ + 2H2O
- Tính chất hấp thụ: Nhờ diện tích bề mặt lớn, Black Carbon có khả năng hấp thụ cao giúp giữ lại các chất khí, chất lỏng và một số hợp chất hữu cơ. Cũng chính vì tính chất này mà nó trở thành vật liệu lý tưởng để làm chất xúc tác hoặc hỗ trợ trong quá trình lọc và hấp thụ khí độc.
- Tính trơ nhiệt: Carbon đen chịu nhiệt tốt và không dễ cháy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong điều kiện thông thường. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá 300°C trong môi trường giàu oxy, nó có thể bị oxy hóa và phát ra CO₂.
Điều chế Carbon black bằng phương pháp nào?
Có 2 phương pháp có thể điều chế:
- Phương pháp đốt không hoàn toàn: Các chất hữu cơ chứa nhiều carbon (chủ yếu là dầu mỏ) được đốt trong môi trường thiếu oxy để tạo ra bột carbon đen
- Phương pháp nhiệt phân: Trong điều kiện không có oxy, các chất hữu cơ giàu carbon được đun nóng đến nhiệt độ cao để tạo ra Carbon Black có độ tinh khiết và khả năng dẫn điện cao.
Bột than đen chủ yếu được điều chế bằng phương pháp đốt không hoàn toàn
Ứng dụng của bột than đen
Than đen là gì và được ứng dụng như thế nào trong các ngành công nghiệp nay?
Trong ngành nhựa
Carbon Black được dùng làm chất phụ gia trong ngành nhựa để
- Tăng cường độ bền cơ học, độ cứng và độ bền mài mòn của các sản phẩm nhựa.
- Bảo vệ các sản phẩm nhựa khỏi tác động của tia UV và ánh nắng mặt trời.
- Tạo màu đen cho nhiều loại nhựa.
- Cải thiện tính năng sử dụng của một số sản phẩm nhựa trong nhiều điều kiện khắc nghiệt.
Trong ngành lốp xe và cao su
Trong tất cả các ngành công nghiệp đang sử dụng bột than đen, thì ngành sản xuất lốp xe và cao su đang chiếm tỉ trọng cao nhất. Nó không chỉ giúp tăng cường độ bền mà còn gia tăng khả năng chịu mài mòn của lốp xe, giúp lốp xe có độ bền và độ bám đường tốt hơn đồng thời đảm bảo an toàn trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Mực in và màu sơn
Là thành phần quan trọng trong mực in và các loại sơn màu đen, bột carbon đen tạo ra màu đen sâu và khả năng bám dính cao, không bị phai màu theo thời gian.
Ứng dụng điện tử và pin
Bột than đen có tính dẫn điện tốt. Vì thế, nó được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất các linh kiện điện tử và pin, giúp cải thiện khả năng dẫn điện của các vật liệu polymer dẫn điện và pin lithium-ion, đồng thời gia tăng khả năng lưu trữ và tuổi thọ của pin.
Vật liệu xây dựng
Trong lĩnh vực xây dựng, Carbon Black được dùng làm chất phụ gia trong bê tông, nhựa đường và các sản phẩm xi măng. Điều này giúp cải thiện khả năng chống nứt, tăng cường độ bền cho các công trình xây dựng, đặc biệt là trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Bột Carbon đen được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, phổ biến nhất là sản xuất lốp xe và cao su
Lưu ý khi sử dụng và bảo quản
Trong quá trình sử dụng bột carbon đen, người dùng cần tuân thủ các quy tắc an toàn sau để tránh gây hại cho sức khỏe bản thân và môi trường:
- Mặc đồ bảo hộ: Vì có dạng bột mịn dễ phát tán nên khi tiếp xúc trực tiếp, người dùng cần mang đầy đủ đồ bảo hộ gồm kính bảo hộ, khẩu trang và găng tay để không bị hít phải, đảm bảo an toàn cho đường hô hấp và da.
- Bảo quản nơi khô ráo: Carbon đen nếu không được bảo quản ở nơi khô ráo sẽ dễ bị vón cục, không duy trì được chất lượng và tính năng của sản phẩm.
- Tránh nhiệt độ cao: Vì dễ xảy ra các phản ứng hóa học và dễ gây cháy nổ nên cần phải lưu trữ ở những nơi xa nguồn nhiệt.
Tìm nơi cung cấp Carbon Black đảm bảo tại Hà Nội
Khi lựa chọn đơn vị cung cấp Carbon Black tại Hà Nội, hãy tìm kiếm các nhà cung cấp uy tín, có chứng nhận về chất lượng sản phẩm cũng như tiêu chuẩn an toàn. Hanimex với hơn 9 năm kinh nghiệm chắc chắn sẽ là lựa chọn hàng đầu khi sở hữu hàng loạt ưu điểm sau:
- Sản phẩm chất lượng cao: Mọi sản phẩm được bán tại Hanimex đều được nhập khẩu chính hãng, có hóa đơn chứng từ rõ ràng.
- Dịch vụ tư vấn tận tình: Hanimex luôn sẵn sàng tư vấn 24/7, giúp bạn hiểu rõ sản phẩm cũng như các thông tin về bảo quản, vận chuyển.
- Giao hàng nhanh chóng, giá cả ổn định: Hanimex có khả năng cung ứng liên tục với giá cả cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu sử dụng lâu dài của doanh nghiệp. Đồng thời, Hanimex luôn tối ưu thời gian giao hàng, để khách hàng nhận được sản phẩm trong thời gian sớm nhất.
Với tính chất lý hóa ưu việt, Carbon Black đóng góp không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng và độ bền của các sản phẩm như lốp xe, nhựa, mực in, sơn và các linh kiện điện tử. Khi có nhu cầu, hãy liên hệ ngay với Hanimex để được tư vấn và giao hàng sớm nhất!
