A recente legislação proposta pelo estado de Nova Iorque, nos Estados Unidos, para proibir a venda de negro de fumo no prazo de dois anos, incluindo o que é o negro de fumo, por que razão a sua utilização deve ser restringida, a sua utilização na impressão e noutras indústrias, como é produzido, seu impacto potencial no meio ambiente e a viabilidade de alternativas.
Ao longo do tempo, as pessoas desenvolveram vários métodos para produzir negro de fumo com base no seu nível tecnológico e nas condições de recursos geográficos. O processo de negro de forno é atualmente o processo mais eficiente e amplamente utilizado, mas também discutiremos outros processos.
Processo preto do forno
Este processo utiliza hidrocarbonetos de petróleo e gás natural como matéria-prima para produzir a maior parte do negro de fumo do mundo. As matérias-primas são injetadas no reator para decomposição térmica. No entanto, eles queimam apenas parcialmente em ambientes com temperatura e oxigênio controlados. Nesta reação controlada, partículas de negro de fumo são geradas e coletadas. Nos sistemas de reatores atuais, o tratamento de superfície pode ser aplicado na geração de pigmentos para melhorar o desempenho de aplicações específicas (ou seja, dispersão de pigmentos e fabricação de tintas).
O negro de fumo é uma forma de pó de aglomerados, com tamanhos de partículas primárias variando de 10 a 80 nm. Para facilitar o processamento, o pó pode ser comprimido em partículas. Além da modificação do tratamento de superfície, as condições do processo também podem ser modificadas para controlar características como estrutura e área superficial.

pirólise catalítica
O processo de craqueamento térmico do negro de fumo requer o bombeamento de gás natural para o forno de pré-aquecimento sob condições inertes. Em seguida, o gás se decompõe em negro de fumo e gás hidrogênio. Sob condições anaeróbicas, o negro de fumo gerado se formará lentamente e as partículas resultantes serão geralmente muito puras. Comparado ao preto de forno, o tamanho da partícula é maior e a estrutura é pior. Este processo usa um par de fornos. Quando um forno é pré-aquecido, o outro forno decompõe o gás natural em negro de fumo. O gás hidrogênio gerado durante o processo de decomposição pode ser usado para pré-aquecer o segundo forno para produzir o próximo lote de produtos neste processo descontínuo.

Processo de negro de gás (processo Degussa)
O processo de negro de gás foi desenvolvido na Europa utilizando frações de alcatrão de carvão. O óleo é aquecido até evaporar. O óleo evaporado puro é transportado para a câmara de combustão através de um gás de arraste rico em hidrogênio. Devido à presença de oxigênio, a superfície do negro de fumo resultante possui um alto grau de funcionalidade composta por grupos funcionais de oxigênio. Este processo pode produzir negro de fumo de alta pureza e tamanho de partícula pequeno. Assim como o preto de forno, as características do preto gasoso o tornam a escolha ideal para tintas e revestimentos.

Outros processos históricos para a produção de negro de fumo incluem os processos de negro de fumo, preto de ranhura e negro de acetileno. Se você mesmo quiser produzir negro de fumo, é muito simples. Coloque uma panela com água fria acima da vela, mas dentro da chama laranja. Você irá capturar um pouco da cera queimada na forma de negro de fumo no fundo da panela. Basicamente, se você acender velas, fazer churrasco, queimar incenso ou usar velas de capim-limão para repelir mosquitos, você estará tornando o carvão preto.

Questões regulatórias
Quando falamos sobre questões regulatórias relacionadas ao negro de fumo, o primeiro passo é fazer uma distinção crucial. Estamos falando de negro de fumo em pó seco como pigmento ou se refere ao negro de fumo presente em filmes de toner? Vamos primeiro dar uma olhada no negro de fumo em pó recebido pelos fabricantes de tinta.
Riscos para a saúde
O maior perigo oculto do negro de fumo é que, se não for manuseado adequadamente, podem ocorrer explosões de poeira. Se a concentração de poeira gerada ultrapassar 50 gramas por metro cúbico, existe risco de explosão ou combustão na presença de fonte de ignição. Desde que a gestão seja bem feita e as fontes de incêndio sejam cuidadosamente eliminadas, este risco pode ser minimizado.
A segunda questão é a inalação. As partículas do pigmento negro de fumo são muito pequenas e, se não forem cobertas, são fáceis de difundir. A inalação de curto prazo de pó de negro de fumo pode causar irritação e desconforto respiratório superior. Isso pode causar tosse e respiração ofegante. Mas não há evidências que sugiram que o contato agudo possa ser fatal.
A inalação prolongada de negro de fumo em animais pode causar sobrecarga pulmonar e inflamação. Embora a inflamação possa levar a efeitos genotóxicos, o negro de fumo em si não é considerado mutagénico. Além disso, estes resultados são semelhantes a outros estudos sobre partículas inorgânicas insolúveis em estudos de inalação. Devido à exposição prolongada ao negro de fumo e outras partículas insolúveis que levam à diminuição da capacidade pulmonar, é sempre incentivado o uso de equipamento de proteção individual (EPI) e a manutenção de bons hábitos de saúde ocupacional ao usar pó de negro de fumo.
O negro de fumo não irrita os olhos nem a pele. Mas pode causar irritação mecânica e o negro de fumo, como outros pós, pode secar a pele.
A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) classifica o pó de negro de fumo como um carcinógeno Classe 2B. A International Carbon Black Association acredita que a base para esta classificação é que os ratos de laboratório são particularmente sensíveis à inalação de altas doses de partículas de baixa solubilidade. Não há evidências suficientes para provar a associação entre negro de fumo e câncer de pulmão humano. A Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH), sem fins lucrativos, concluiu que o negro de fumo é um carcinógeno animal confirmado, mas sua associação com humanos ainda não é clara.
Uma vez que o negro de fumo é formulado em tinta ou tinta, todos os riscos associados ao seu uso como partículas insolúveis são eliminados. Esta é uma diferença importante, e o projeto de lei do Senado parece ignorá-la, referindo-se erroneamente ao negro de fumo como uma substância tóxica. George Fuchs, Diretor de Assuntos Regulatórios e Tecnologia da NAPIM, compartilhou: “Estamos muito preocupados com isso e unimos forças com diversas organizações industriais e empresariais para nos opormos a esta legislação impensada e contraproducente”.
efeito ambiental
Estima-se que durante a produção de mais de 15 milhões de toneladas de negro de fumo, serão emitidas 29 a 79 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono. Se for utilizado hidrogénio em vez de gás natural, é possível reduzir a pegada de carbono em 19%. Outros potenciais impactos ambientais incluem a libertação de monóxido

Como discutimos, os pigmentos de negro de fumo são feitos principalmente de frações de petróleo. O negro de fumo é produzido a partir de resíduos, como pneus, e algumas empresas estão atualmente utilizando recursos renováveis ​​para produzir negro de fumo. A Living Ink produz negro de fumo a partir de resíduos de biomassa através de um processo de carbono negativo. Eles melhoraram o processo de produção de tinta para serigrafia, tinta para impressão offset e tinta para impressão flexográfica. Num futuro próximo, provavelmente veremos produtos para jato de tinta. Assim como o negro de fumo tradicional, os pigmentos de negro de fumo derivados de biomassa são produzidos por combustão em ambientes anaeróbicos. Infelizmente, estas formas renováveis ​​de negro de fumo também serão proibidas pela legislação estadual proposta.

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