Технический углерод

ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД (сажа), высокодисперсный продукт термич. или термоокислит. разложения углеводородов, содержащихся в прир. и пром. газах, нефтяных и кам.-уг. маслах. Плотн. 1,76-1,95 г/см³. Состоит гл. обр. из углерода (не менее 90%), содержит до 5% хемосорбир. О₂, до 0,8% Н₂, до 1,1% S и до 0,45% минер. примесей. За исключением кислорода примеси равномерно распределены в объеме частиц Т. у. Кислород находится преим. на пов-сти частиц, входя в состав функц. групп (СООН, С=О и т. д.), связанных с углеродным скелетом сажи.

Дисперсные единицы Т. у. (первичные агрегаты)-грозде-вые образования сферич. частиц; представляют собой еди-ную "параграфитовую структуру", включающую углеродные полимерные соли разл. степени упорядоченности (от двухмерных полициклич. образований до относительно крупных графитоподобных кристаллитов).

Осн. характеристики Т. у., определяемые качеством сырья и способом получения: размер частиц (средний диаметр 10-50 нм); уд. адсорбц. пов-сть (10-1000 м²/г); структурность (объем пустот в первичных агрегатах, к-рый оценивают по абсорбции дибутилфталата, равной 20-400 см³/100 г).

Большинство марок сажи производят в спец. печах или реакторах термич. разложением при 1100-1900°С газов либо газовых смесей с маслами в образованном продуктами их неполного сгорания турбулентном потоке с послед. охлаждением полученного аэрозоля водой (печной Т. у.; характерная особенность-слабоокисленная и гладкая пов-сть частиц). Др. способы произ-ва: термоокислит. разложение газов или их смесей с маслами в камерах, снабженных щелевыми горелками, с послед. осаждением из диффузионного пламени, ограниченного охладит. пов-стью (канальный, или диффузионный, Т. у., частицы к-рого отличаются окисленной и шероховатой пов-стью; по техн.-экономич. и экологич. соображениям выпуск непрерывно сокращается, заменитель-специально окисленная низкоструктурная печная сажа); термич. разложение прир. газа в генераторах без доступа воздуха при 1100-1500°С (термический Т.у. с низкоструктурными частицами крупных размеров). Т. у. вырабатывают также как побочный продукт при электрокрекинге СН₄, получении ацетилена и газификации топлив.

Т. у. применяют как наполнитель резин (св. 80% выпускаемой сажи) и пластмасс, пигмент для типографских красок, копировальной бумаги, лент для пишущих машин и др.; в произ-вах нек-рых сплавов, спец. сортов бумаги, электроугольных изделий (напр., электродов), гальванических элементов.

Лит.: Усиление эластомеров, под ред. Дж. Крауса, пер. с англ., М., 1968; Сюняев 3. И., Нефтяной углерод, М., 1980; Доннэ Дж.-Б., Видаль А., "Ж. Всес. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева", 1986, т. 31, № 1, с. 10-16.

И. В. Корниенко, Б. В. Никишков.