التشريع الأخير الذي اقترحته ولاية نيويورك في الولايات المتحدة لحظر بيع أسود الكربون خلال عامين، بما في ذلك ما هو أسود الكربون، ولماذا يجب تقييد استخدامه، واستخدامه في الطباعة والصناعات الأخرى، وكيف يتم استخدامه وتأثيرها المحتمل على البيئة، وجدوى البدائل.
مع مرور الوقت، طور الناس طرقًا مختلفة لإنتاج أسود الكربون بناءً على مستواهم التكنولوجي وظروف الموارد الجغرافية. تعد عملية الفرن الأسود حاليًا هي العملية الأكثر كفاءة والأكثر استخدامًا على نطاق واسع، ولكننا سنناقش أيضًا العمليات الأخرى.
عملية الفرن الأسود
تستخدم هذه العملية الهيدروكربونات من النفط والغاز الطبيعي كمواد خام لإنتاج معظم أسود الكربون في العالم. يتم حقن المواد الخام في المفاعل للتحلل الحراري. ومع ذلك، فإنها تحترق جزئيًا فقط في البيئات التي يتم التحكم في درجة الحرارة والأكسجين فيها. في هذا التفاعل الخاضع للرقابة، يتم إنشاء وجمع جزيئات أسود الكربون. في أنظمة المفاعلات الحالية، يمكن تطبيق المعالجة السطحية عند توليد الأصباغ لتحسين أداء تطبيقات محددة (مثل تشتيت الأصباغ وتصنيع الحبر).
أسود الكربون هو شكل مسحوق من التكتلات، مع أحجام الجسيمات الأولية تتراوح من 10 إلى 80 نانومتر. لسهولة المعالجة، يمكن ضغط المسحوق إلى جزيئات. بالإضافة إلى تعديل معالجة السطح، يمكن أيضًا تعديل ظروف العملية للتحكم في الخصائص مثل الهيكل ومساحة السطح.

الانحلال الحراري التحفيزي
تتطلب عملية التكسير الحراري لأسود الكربون ضخ الغاز الطبيعي إلى فرن التسخين المسبق في ظل ظروف خاملة. ثم يتحلل الغاز إلى أسود الكربون وغاز الهيدروجين. في ظل الظروف اللاهوائية، سيتشكل أسود الكربون الناتج ببطء، وعادة ما تكون الجزيئات الناتجة نقية جدًا. بالمقارنة مع الفرن الأسود، حجم الجسيمات أكبر والهيكل أسوأ. تستخدم هذه العملية زوجًا من الأفران. عندما يتم تسخين أحد الفرنين، يقوم الفرن الآخر بتحليل الغاز الطبيعي إلى أسود الكربون. يمكن استخدام غاز الهيدروجين المتولد أثناء عملية التحلل لتسخين الفرن الثاني لإنتاج الدفعة التالية من المنتجات في هذه العملية المتقطعة.

عملية الغاز الأسود (عملية ديجوسا)
تم تطوير عملية الغاز الأسود في أوروبا باستخدام أجزاء قطران الفحم. يتم تسخين الزيت حتى يتبخر. يتم نقل الزيت المتبخر النقي إلى غرفة الاحتراق من خلال غاز حامل غني بالهيدروجين. ونظرًا لوجود الأكسجين، فإن سطح الكربون الأسود الناتج يتمتع بدرجة عالية من الأداء الوظيفي يتكون من مجموعات وظيفية للأكسجين. يمكن أن تنتج هذه العملية أسود الكربون عالي النقاء وصغير الحجم. مثل أسود الفرن، فإن خصائص أسود الغاز تجعله خيارًا مثاليًا للأحبار والطلاءات.

تشمل العمليات التاريخية الأخرى لإنتاج أسود الكربون عمليات أسود المصباح، وأسود الأخدود، وأسود الأسيتيلين. إذا كنت تريد إنتاج بعض أسود الكربون بنفسك، فالأمر بسيط للغاية. ضع وعاءً من الماء البارد فوق الشمعة، ولكن داخل اللهب البرتقالي. سوف تلتقط بعضًا من الشمع المحروق على شكل أسود كربون في قاع الإناء. في الأساس، إذا قمت بإشعال الشموع أو الشواء أو حرق البخور أو استخدام شموع عشبة الليمون لطرد البعوض، فإنك تصنع الفحم الأسود.

القضايا التنظيمية
عندما نتحدث عن القضايا التنظيمية المتعلقة بأسود الكربون، فإن الخطوة الأولى هي إجراء تمييز حاسم. هل نتحدث عن مسحوق أسود الكربون الجاف كصبغة، أم أنه يشير إلى أسود الكربون الموجود في أفلام الحبر الجاف؟ دعونا أولاً نلقي نظرة على مسحوق أسود الكربون الذي تتلقاه الشركات المصنعة للحبر.
المخاطر الصحية
أكبر خطر خفي لأسود الكربون هو أنه إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح، فقد تحدث انفجارات غبارية. إذا تجاوز تركيز الغبار المتولد 50 جرامًا لكل متر مكعب، فهناك خطر الانفجار أو الاحتراق في وجود مصدر اشتعال. وطالما تتم الإدارة بشكل جيد ويتم التخلص من مصادر الحريق بعناية، فمن الممكن تقليل هذه المخاطر.
المسألة الثانية هي الاستنشاق. جزيئات صبغة أسود الكربون صغيرة جدًا، وإذا لم تكن مغطاة، فمن السهل أن تنتشر. قد يسبب استنشاق غبار الكربون الأسود على المدى القصير تهيجًا وانزعاجًا في الجهاز التنفسي العلوي. وهذا قد يسبب السعال والصفير. ولكن لا يوجد دليل يشير إلى أن الاتصال الحاد يمكن أن يهدد الحياة.
يمكن أن يؤدي استنشاق أسود الكربون على المدى الطويل في الحيوانات إلى زيادة الحمل على الرئة والالتهاب. على الرغم من أن الالتهاب قد يؤدي إلى تأثيرات سمية جينية، إلا أن أسود الكربون نفسه لا يعتبر مسببًا للطفرات. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه النتائج مماثلة لدراسات أخرى أجريت على الجزيئات غير العضوية غير القابلة للذوبان في دراسات الاستنشاق. بسبب التعرض طويل الأمد لأسود الكربون والجسيمات الأخرى غير القابلة للذوبان مما يؤدي إلى انخفاض سعة الرئة، يُنصح دائمًا بارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE) والحفاظ على عادات الصحة المهنية الجيدة عند استخدام مسحوق أسود الكربون.
أسود الكربون لا يهيج العينين أو الجلد. لكنه قد يسبب تهيجًا ميكانيكيًا، كما أن أسود الكربون، مثل المساحيق الأخرى، قد يجفف الجلد.
تصنف الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) مسحوق الكربون الأسود على أنه مادة مسرطنة من الدرجة 2B. وتعتقد الرابطة الدولية لأسود الكربون أن أساس هذا التصنيف هو أن فئران التجارب حساسة بشكل خاص لاستنشاق جرعات عالية من الجزيئات منخفضة الذوبان. لا توجد أدلة كافية لإثبات العلاقة بين أسود الكربون وسرطان الرئة لدى الإنسان. وقد خلص المؤتمر الأمريكي غير الربحي لعلماء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) إلى أن أسود الكربون هو مادة مسرطنة مؤكدة للحيوانات، ولكن ارتباطه بالبشر لا يزال غير واضح.
بمجرد تحويل أسود الكربون إلى حبر أو طلاء، يتم التخلص من جميع المخاطر المرتبطة باستخدامه كجزيئات غير قابلة للذوبان. وهذا فارق مهم، ويبدو أن مشروع قانون مجلس الشيوخ يتجاهله، فيشير خطأً إلى أسود الكربون باعتباره مادة سامة. قال جورج فوكس، مدير الشؤون التنظيمية والتكنولوجيا في NAPIM: "نحن قلقون للغاية بشأن هذا الأمر وقد وحدنا جهودنا مع العديد من المنظمات الصناعية والتجارية لمعارضة هذا التشريع الطائش الذي يؤدي إلى نتائج عكسية."
التأثير البيئي
وتشير التقديرات إلى أنه خلال إنتاج أكثر من 15 مليون طن من أسود الكربون، سيتم انبعاث ما بين 29 إلى 79 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون. إذا تم استخدام الهيدروجين بدلاً من الغاز الطبيعي، فمن الممكن تقليل البصمة الكربونية بنسبة 19%. وتشمل الآثار البيئية المحتملة الأخرى إطلاق أول أكسيد

كما ناقشنا، يتم تصنيع أصباغ أسود الكربون بشكل أساسي من أجزاء البترول. يتم إنتاج أسود الكربون من مواد النفايات مثل الإطارات، وتستخدم بعض الشركات حاليًا الموارد المتجددة لإنتاج أسود الكربون. يقوم Living Ink بإنتاج الكربون الأسود من نفايات الكتلة الحيوية من خلال عملية سلبية للكربون. لقد قاموا بتحسين عملية إنتاج حبر طباعة الشاشة، حبر طباعة الأوفست، وحبر الطباعة الفلكسوغرافية. في المستقبل القريب، من المحتمل أن نرى منتجات من فئة نفث الحبر. مثل أسود الكربون التقليدي، يتم إنتاج أصباغ أسود الكربون المشتقة من الكتلة الحيوية عن طريق الاحتراق في البيئات اللاهوائية. ولسوء الحظ، فإن هذه الأشكال المتجددة من أسود الكربون سيتم حظرها أيضًا بموجب تشريعات الولاية المقترحة.

إذا كنت ترغب في استشارة منتجاتنا، مرحبا بكم في السؤال عن السعر، أرسل بريدا إلكترونيا إلى

نحن: lemsun002@126.com.