قانون اخیر پیشنهاد شده توسط ایالت نیویورک در ایالات متحده برای ممنوعیت فروش کربن سیاه در عرض دو سال، از جمله اینکه کربن سیاه چیست، چرا باید استفاده از آن محدود شود، استفاده از آن در صنعت چاپ و سایر صنایع، چگونه است. تولید شده، تاثیر بالقوه آن بر محیط زیست و امکان سنجی جایگزین ها.
با گذشت زمان، مردم روش های مختلفی را برای تولید کربن سیاه بر اساس سطح فناوری و شرایط منابع جغرافیایی خود توسعه دادند. فرآیند سیاه کوره در حال حاضر کارآمدترین و پرکاربردترین فرآیند است، اما در مورد سایر فرآیندها نیز بحث خواهیم کرد.
فرآیند سیاه کوره
در این فرآیند از هیدروکربن های نفت و گاز طبیعی به عنوان مواد خام برای تولید بیشتر کربن سیاه جهان استفاده می شود. مواد خام برای تجزیه حرارتی به راکتور تزریق می شود. با این حال، آنها فقط تا حدی در محیط های کنترل شده با دما و اکسیژن می سوزند. در این واکنش کنترل شده، ذرات کربن سیاه تولید و جمع آوری می شوند. در سیستم‌های راکتوری امروزی، هنگام تولید رنگدانه‌ها برای بهبود عملکرد کاربردهای خاص (مانند پراکندگی رنگدانه و تولید جوهر) می‌توان از عملیات سطحی استفاده کرد.
کربن سیاه یک فرم پودری از آگلومراها است که اندازه ذرات اولیه آن از 10 تا 80 نانومتر است. برای سهولت در پردازش، پودر را می توان به ذرات فشرده کرد. علاوه بر اصلاح عملیات سطحی، شرایط فرآیند را می توان برای کنترل ویژگی هایی مانند ساختار و مساحت سطح نیز تغییر داد.

پیرولیز کاتالیزوری
فرآیند کربن سیاه ترک حرارتی نیاز به پمپاژ گاز طبیعی به داخل کوره پیش گرم در شرایط بی اثر دارد. سپس گاز به کربن سیاه و گاز هیدروژن تجزیه می شود. در شرایط بی هوازی، کربن سیاه تولید شده به آرامی تشکیل می شود و ذرات حاصل معمولاً بسیار خالص هستند. در مقایسه با سیاه کوره، اندازه ذرات بزرگتر و ساختار بدتر است. در این فرآیند از یک جفت کوره استفاده می شود. هنگامی که یک کوره از قبل گرم می شود، کوره دیگر گاز طبیعی را به کربن سیاه تجزیه می کند. گاز هیدروژن تولید شده در طول فرآیند تجزیه می تواند برای پیش گرم کردن کوره دوم برای تولید دسته بعدی محصولات در این فرآیند ناپیوسته استفاده شود.

فرآیند سیاه گاز (فرایند Degussa)
فرآیند سیاه گاز در اروپا با استفاده از بخش های قطران زغال سنگ توسعه یافت. روغن حرارت داده می شود تا تبخیر شود. روغن خالص تبخیر شده از طریق گاز حامل غنی از هیدروژن به محفظه احتراق منتقل می شود. به دلیل وجود اکسیژن، سطح کربن سیاه حاصل دارای درجه بالایی از عملکرد متشکل از گروه های عاملی اکسیژن است. این فرآیند می تواند کربن سیاه با خلوص بالا و اندازه ذرات کوچک تولید کند. مانند سیاه کوره، ویژگی های سیاه گاز آن را به گزینه ای ایده آل برای جوهر و پوشش تبدیل می کند.

سایر فرآیندهای تاریخی برای تولید کربن سیاه شامل فرآیندهای سیاه لامپ، سیاه شیار و استیلن بلک است. اگر می خواهید خودتان مقداری کربن سیاه تولید کنید، بسیار ساده است. یک قابلمه آب سرد بالای شمع، اما داخل شعله نارنجی قرار دهید. مقداری از موم سوخته را به شکل کربن سیاه در ته دیگ می گیرید. اساساً، اگر شمع روشن می کنید، کباب می کنید، بخور می سوزانید، یا از شمع های بادرنجبویه برای دفع پشه ها استفاده می کنید، در واقع سیاه زغالی می کنید.

مسائل نظارتی
وقتی در مورد مسائل نظارتی مربوط به کربن سیاه صحبت می کنیم، اولین گام این است که یک تمایز اساسی ایجاد کنیم. آیا ما در مورد کربن سیاه پودر خشک به عنوان یک رنگدانه صحبت می کنیم یا به کربن سیاه موجود در فیلم های جوهر خشک اشاره دارد؟ بیایید ابتدا نگاهی به کربن سیاه پودری دریافت شده توسط تولید کنندگان جوهر بیاندازیم.
خطرات سلامتی
بزرگترین خطر پنهان کربن سیاه این است که اگر به درستی از آن استفاده نشود، ممکن است انفجار گرد و غبار رخ دهد. اگر غلظت گرد و غبار تولید شده بیش از 50 گرم در متر مکعب باشد، در صورت وجود منبع اشتعال، خطر انفجار یا احتراق وجود دارد. تا زمانی که مدیریت به خوبی انجام شود و منابع آتش سوزی با دقت حذف شوند، می توان این خطر را به حداقل رساند.
موضوع دوم استنشاق است. ذرات رنگدانه کربن سیاه بسیار کوچک هستند و اگر پوشانده نشوند، به راحتی پخش می شوند. استنشاق کوتاه مدت گرد و غبار کربن سیاه ممکن است باعث تحریک و ناراحتی تنفسی فوقانی شود. این ممکن است باعث سرفه و خس خس سینه شود. اما هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد تماس حاد می تواند زندگی را تهدید کند.
استنشاق طولانی مدت کربن سیاه در حیوانات می تواند منجر به اضافه بار ریه و التهاب شود. اگرچه التهاب ممکن است منجر به اثرات ژنوتوکسیک شود، کربن سیاه خود جهش زا در نظر گرفته نمی شود. علاوه بر این، این نتایج مشابه سایر مطالعات روی ذرات غیر آلی نامحلول در مطالعات استنشاقی است. به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در معرض کربن سیاه و سایر ذرات نامحلول که منجر به کاهش ظرفیت ریه می شود، همیشه توصیه می شود که از تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) استفاده کنید و عادات بهداشت شغلی خوبی را هنگام استفاده از پودر کربن سیاه حفظ کنید.
کربن سیاه چشم و پوست را تحریک نمی کند. اما ممکن است باعث تحریک مکانیکی شود و کربن سیاه مانند سایر پودرها ممکن است پوست را خشک کند.
آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) پودر کربن سیاه را به عنوان سرطان زا کلاس 2B طبقه بندی می کند. انجمن بین المللی کربن سیاه معتقد است که مبنای این طبقه بندی این است که موش های آزمایشگاهی به ویژه به استنشاق دوزهای بالای ذرات با حلالیت کم حساس هستند. شواهد کافی برای اثبات ارتباط بین کربن سیاه و سرطان ریه انسان وجود ندارد. کنفرانس غیرانتفاعی آمریکایی بهداشت‌کاران صنعتی دولتی (ACGIH) به این نتیجه رسیده است که کربن سیاه یک سرطان‌زای تایید شده حیوانی است، اما ارتباط آن با انسان هنوز نامشخص است.
هنگامی که کربن سیاه به جوهر یا رنگ فرموله می شود، تمام خطرات مرتبط با استفاده از آن به عنوان ذرات نامحلول از بین می رود. این یک تفاوت مهم است و به نظر می رسد لایحه سنا آن را نادیده گرفته و به اشتباه از کربن سیاه به عنوان یک ماده سمی یاد می کند. جورج فوکس، مدیر امور نظارتی و فناوری در NAPIM، به اشتراک گذاشت: «ما در مورد این موضوع بسیار نگران هستیم و با چندین سازمان صنعتی و تجاری متحد شده‌ایم تا با این قانون بی‌فکر و غیرمولد مخالفت کنیم.»
اثر محیطی
تخمین زده می شود که در طول تولید بیش از 15 میلیون تن کربن سیاه، 29 تا 79 میلیون تن دی اکسید کربن منتشر شود. اگر به جای گاز طبیعی از هیدروژن استفاده شود، می توان ردپای کربن را تا 19 درصد کاهش داد. سایر اثرات بالقوه محیطی شامل انتشار مونوکسید است

همانطور که بحث کردیم، رنگدانه های کربن سیاه عمدتا از فراکسیون های نفتی ساخته می شوند. کربن سیاه از مواد زائد مانند لاستیک تولید می شود و برخی از شرکت ها در حال حاضر از منابع تجدیدپذیر برای تولید کربن سیاه استفاده می کنند. جوهر زنده کربن سیاه را از ضایعات زیست توده از طریق فرآیند کربن منفی تولید می کند. آنها روند تولید جوهر چاپ روی صفحه، جوهر چاپ افست و جوهر چاپ فلکسوگرافی را بهبود بخشیده اند. در آینده نزدیک، احتمالا شاهد محصولات جوهرافشان خواهیم بود. مانند کربن سیاه سنتی، رنگدانه های کربن سیاه مشتق شده از زیست توده از طریق احتراق در محیط های بی هوازی تولید می شوند. متأسفانه، این اشکال تجدیدپذیر کربن سیاه نیز توسط قوانین پیشنهادی ایالت ممنوع خواهند شد.

اگر می خواهید با محصولات ما مشورت کنید، خوش آمدید قیمت را بپرسید، ایمیل ارسال کنید

ما: lemsun002@126.com.