造粒机转速与炭黑粒子大小分布的关系-炭黑文库-炭黑产业网

范菊娥，李武

(云南云维飞虎化工有限公司，云南沾益 655338)

　　摘要：通过调整造粒机的转速来调整炭黑粒子大小分布，增强单个炭黑粒子的密实度，降低破碎度，为炭黑调整细粉含量奠定基础，同时为生产低粒子强度产品做铺垫。

　　关键词：炭黑粒径分布;造粒机转速;数据统计回归

　　1 炭黑的应用范围

从应用角度来认识炭黑，炭黑对于许多人来说是陌生的。但一说到汽车、报刊杂志、电脑是无人不知无人不晓的。在轮胎中填充高达 40% 的炭黑后，轮胎可以行驶10~15万公里。如果不填充炭黑而填充其它材料，其行驶里程只能达到0.5万公里。——炭黑是橡胶等高分子材料最重要的补强材料。这种炭黑属于橡胶用炭黑范畴。

印刷报刊杂志的油墨、书写的墨汁、复印机碳粉、乌发剂都是用炭黑作为着色剂的;电脑机壳、键盘的黑色都来源于炭黑。这种炭黑属于特种炭黑范畴。

从上表可以看出，90% 的炭黑应用到橡胶行业，只有 10% 的炭黑应用到非橡胶行业。

自从新工艺炭黑问世以来，仅用以往的比表面积、结构等基本特性表征炭黑已经不够充分，对于炭黑聚集体进行分析的结果发现，炭黑形态与硫化胶性能也有很大关系。粒径小、粒子分布均匀的炭黑，耐磨性高。

　　2 炭黑粒子尺寸大小分布

除热裂炭黑外，几乎所有炭黑的球形粒子都不是单独存在的，而是在炭黑生成过程中聚融在一起形成炭黑聚集体的一个区域，聚集体是炭黑单独存在的最小单元，炭黑粒子大小与分布仍是炭黑的重要基本性能之一。

炭黑的粒子大小及其分布对其使用性能有较大的影响，在橡胶应用中，粒子越小，填充橡胶硫化胶的强度如拉伸强度、定伸应力和抗撕裂性能越好，耐磨性能也越高，反之上述性能降低。但随着炭黑粒子直径增加，弹性好、生热低。所以，根据橡胶工业的不同使用要求，选用不同品种炭黑。轮胎工业要求粒子细，质量好的炭黑品种用于胎面胶，以提高轮胎的耐磨性和抗撕裂性能，从而提高轮胎的寿命和行驶里程。胎侧胶、内胎则要用粒子较粗的一些品种炭黑，以适应这些部位胶的弹性好、屈挠性能好、低生热等要求。在涂料工业和塑料工业中，炭黑是最好的黑色着色剂和导电剂，炭黑粒子越小，黑度越高，导电性能也越好。粒径分布对炭黑在不同使用中也产生一定影响。如在橡胶工业中，炭黑的粒子细，分布窄则强伸性能和耐磨性能好。

未经造粒的粉状炭黑的表观密度(亦称倾注密度)很小，只有80-190kg/m3 之间，其体积较大又易飞扬，给炭黑的包装、运输、仓储、混炼加工和分散造成困难，所以除少量色素炭黑要求粉状外，几乎所有工业生产的商品炭黑都要经过湿法或干法造粒，造粒加工的增密作用有效地减小了单位质量炭黑的视体积。经过造粒的粒状炭黑倾注密度约在 300-500kg/m3 之间。

造粒不但大大的减小了炭黑的视体积，而且使粒子形成球状，并有一定的机械强度，在收集包装输送以及橡胶配料混炼中易流动，不飞扬。为控制粒状炭黑的质量，对粒状炭黑主要控制倾注密度、粒子尺寸分布、堆积强度、单个粒子破碎强度和细分含量等指标。

为便于粒状炭黑的散装输送和分散，对粒状炭黑的粒子大小和分布也有一定要求，5种分样筛的筛孔分别为：2000μm(10 目)、1000μm(18 目)、500μm(35目)、250μm(60目)和125μm (120 目 ) 测定。

造粒后炭黑粒径分布对炭黑的质量有一定影响，那么，我们怎样保证造粒后的炭黑粒径分布呢?针对这样的情况，我公司专门做了分析，在粘结剂用量不变的情况下发现，造粒机转速的调整对炭黑粒径分布有影响。

　　3 造粒机转速与炭黑粒子大小分布统计

粒子大小分布要求越均匀越好，粒子分布均匀，主要表现在粒子直径在 0.5mm-1.0mm 之间的炭黑粒子含量占比多，我们利用在一元线性回归模型中来寻找造粒机转速与粒径分布质量百分比的关系[2]。

1、造粒机转速与2mm炭黑粒子尺寸分布的关系分布负相关，随着造粒机转速的增加，粒子分布在 2mm 的炭黑质量百分含量随之下降。