đề tài muội than

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "đề tài muội than": http://123doc.vn/document/1048952-de-tai-muoi-than.htm

d
n
=
ΣN
trong đó: Sn
i
D
i
- tổng tích số của các hạt có kích thước giống nhau n
i

với đường kính D
i
;
Sn - tổng số hạt được đo.
Đường kính trung bình của hạt muội có thể xác định nhờ phép đo bề
mặt riêng của muội bằng phương pháp hấp phụ hơi, khí, bằng phương
pháp hấp phụ các chất từ dung dịch và bằng phương pháp so màu.
Nếu biết bề mặt riêng của muội là A thì đường kính trung bình của
hạt muội sẽ được tính theo công thức:
60000
d
A
=
ρ
d
A
- đường kính trung bình của hạt muội, Ã…;
ρ - mật độ tương đối của muội g/cm
3
;
A - bề mặt riêng, m
2
/g.
Đường kính trung bình hạt muội và bề mặt riêng ghi trong bảng 1.
Thành phần nguyên tố trung bình của các loại muội ghi trong bảng 2.
Bảng 1. Đường kính trung bình hạt muội và bề mặt riêng
Loại muội Đường kính trung
bình của hạt muội,
Ã…
Bề mặt riêng,
m
2
/g
Muội rãnh khí
- Dùng cho sơn và chất màu 9 ÷ 35 250 ÷ 100
- Dùng cho công nghệ cao su 32 ÷ 25 90 ÷ 110
Muội Antraxen 32 ÷ 39 85 ÷ 75
Muội Axetylen 35 ÷ 45 70 ÷ 60
Muội lò hoạt động
Loại SPF 35 75 ÷ 80
Loại SAF 18 ÷ 23 140 ÷ 130
Loại ISAF 25 ÷ 36 115 ÷ 105
Loại CRF 30 ÷ 35 80 ÷ 70
Loại ΠM - 70 và loại HAF 28 ÷ 35 85 ÷ 70
Muội lò nửa hoạt động
-ΠM - 50 và loại FEF 35 ÷ 40 50 ÷ 40
- ΠГ - 33, ΠГM - 33, ΠГM -
30 và loại GPF
70 ÷ 50 30 ÷ 40
Muội vòi phun 65 ÷ 80 35 ÷ 25
Muội đèn 150 ÷ 120 14 ÷ 18
Muội nhiệt phân nhẹ 140 ÷ 150 20 ÷ 16
Muội nhiệt phân 280 ÷ 320 10 ÷ 8
Bảng 2. Thành phần nguyên tố của các loại muội
Loại muội Hàm lượng các nguyên tố, % trọng lượng
C H O S
- Muội rãnh khí
- Dùng cho sơn và
chất màu
88,6 ÷
93,7
0,7 ÷
0,8
5,5 ÷
10,5
-
- Dùng cho cao su
94,5 ( 95

94,5 ÷
95
0,5 ÷
1,0
3 ÷ 4,5 0,0 ÷ 0,2
Muội antraxen 94,5 ÷
95,5
0,9 ÷
1,1
2,5 ÷
3,5
0,4 ÷ 0,6
Muội lò hoạt
động ΠM - 70
97,5 ÷
98,5
0,2 ÷
0,3
0,5 ÷
1,0
0,3÷ 0,9
Muội lò nửa hoạt
động

- ΠГ 50 và FEF 98,0 ÷ 0,4 ÷ 0,6 0,1
98,5 0,5
- ΠГM 33, ΠM 30 và
GPF
98,6 ÷
99,1
0,4 0,2 ÷
0,3
0,2 ÷ 0,5
Muội vòi phun 98,3 0,7 0,4 0,5
Muội đèn 99,0 0,5 0,1 0,3
Muội nhiệt phân
Muội axetylen
99,3 ÷
99,5
99,7 ÷
99,8
0,4 ÷
0,5
0,1
0,1
0,1
-
-
Khối lượng thể tích thực của các loại muội khác nhau nằm trong
phạm vi 1750 ÷ 2000 kg/m
3
, và khối lượng thể tích biểu kiến là 100
÷ 350 kg/m
3
. Điều đó có nghĩa là muội rất xốp và trong 1 m
3
muội
chỉ có 0,05 ÷ 0,2 m
3
cacbon, phần còn lại là thể tích của không khí.
2. SỬ DỤNG MUỘI TRONG CÔNG NGHIỆP
Muội được dùng chủ yếu trong công nghiệp cao su, đó là nguyên liệu
thứ hai sau cao su. Ngoài công nghiệp cao su ra, người ta còn dùng
muội trong công nghiệp dược, công nghiệp sơn chất dẻo, công
nghiệp in và các lĩnh vực khác.
Hơn 80% muội sản xuất ra được dùng trong công nghiệp cao su. Việc
đưa muội vào trong hỗn hợp cao su làm tăng độ bền cơ của sản phẩm
cao su, tất nhiên là làm tăng tuổi thọ làm việc của nó. Thí dụ độ bền
kéo của cao su tự nhiên không có muội là 200 kG/cm
2
, thì khi pha
thêm 30 ÷ 40 phần trăm muội thì độ bền kéo tăng lên đến 300
kG/cm
2
. Tương tự như vậy với cao su divinyl-stirol. Loại cao su này
không chứa muội có độ bền kéo là 14 kG/cm
2
, còn khi pha thêm 50
phần trăm muội thì độ bền kéo tăng lên đến 220 ÷ 240 kG/cm
2
,
nghĩa là 15 lần lớn hơn. Do đó muội được coi là chất làm tăng độ bền.
Cơ chế làm tăng độ bền của cao su pha muội (cũng như các chất độn
khác) hiện chưa được nghiên cứu đầy đủ. Nhưng người ta đã khẳng
định rằng khả năng tăng độ bền của cao su của muội phụ thuộc vào độ
lớn của hạt muội.
Đường kính trung bình của hạt muội càng nhỏ thì bề mặt riêng của
nó càng lớn và làm cho nó càng tăng tác dụng làm bền cao su.
Cơ chế của việc tăng cường độ bền cao su bằng muội có thể được
giải thích bằng khả năng chuyển cao su vào trạng thái liên kết (hấp
phụ hoặc tương tác hóa học) trong quá trình gia công.
Người ta cho rằng bình thường các phân tử cao su cuộn lại thành
dạng giống như hình cầu. Khi đưa muội vào thì phân tử cao su bị kéo
thẳng ra, tạo liên kết và tạo thành những tổ chức bền hơn.
Các công trình nghiên cứu đã chỉ ra là khi đưa các hạt muội vào cao
su, sẽ hình thành các cấu trúc lưới và cấu trúc nhánh. Trong trường
hợp cao su chứa ít muội thì cấu trúc của muội trong cao su bị xa cách
nhau. Khi tăng hàm lượng muội trong cao su, cấu trúc muội thấm cao
su theo tất cả các hướng. Việc hình thành cấu trúc như thế kết hợp
với các mối liên kết bền giữa các hạt muội dẫn đến làm tăng độ bền
của tất cả hệ thống.
3. CÁC LOẠI MUỘI
Người ta có thể phân loại muội theo nguồn nguyên liệu tạo ra chúng:
- Các loại muội được sản xuất từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ.
- Các loại muội được sản xuất từ các nguyên liệu lỏng hoặc kết hợp
với khí đốt.
- Muội antraxen sản xuất từ hỗn hợp hơi hydrocacbon có nguồn gốc
từ than đá trong quá trình sản xuất cốc.
- Ngoài các loại muội kể trên, người ta còn sản xuất một lượng không
lớn muội axetylen và các loại muội đặc biệt dùng cho công nghiệp
sơn và các chất màu có chất lượng cao.
Mỗi một loại muội có các tính chất hoá lý nhất định. Tính chất hoá lý
quan trọng nhất của muội là mức độ phân tán, đặc tính cấu tạo của
muội (chuỗi) và thành phần nguyên tố của hạt muội.
Mức độ phân tán của muội thường được đặc trưng bởi giá trị đường
kính trung bình đại số của các hạt muội. Nhưng cũng cần phải chú ý
là muội từ các công nghệ sản xuất khác nhau có kích thước hạt muội
khác nhau.
Bề mặt riêng của muội cũng có liên hệ trực tiếp đến mức độ phân tán.
Kích thước hạt muội càng nhỏ thì bề mặt riêng của nó càng lớn.
Mức độ phân tán của muội ảnh hưởng mạnh nhất đến tính chất tăng
độ bền của cao su do lực tương tác của muội với cao su phụ thuộc
vào giá trị của bề mặt riêng của hạt muội.
Khi dùng muội trong công nghệ cao su thì tính chất tăng độ bền cao
su được dùng làm cơ sở chính để phân loại muội. Theo đó có thể chia
muội làm 3 loại:
- Loại hoạt tính
- Loại nửa hoạt tính
- Loại kém hoạt tính.
Loại muội hoạt tính liên kết với cao su divinyl-styren có giới hạn bền
kéo lớn hơn 200 kG/cm
2
, loại muội nửa hoạt tính có giới hạn bền kéo
140 ÷ 180 kG/cm
2
và loại kém hoạt tính có giới hạn bền nhỏ hơn
140 kG/cm
2
.
Mức độ phân tán của muội có ảnh hưởng đến màu sắc, khả năng
nhuộm màu và độ phủ khi dùng muội làm bột màu. Muội phân tán cao
có màu đen hơn và có khả năng nhuộm màu đen cao hơn. Tính chất hoá
lý của một loại muội của Liên Xô (cũ) ghi trong bảng 3.
Bảng 3. Một số tính chất hoá lý của các loại muội
Chất bốc, %
Loại
muội
Đường
kính trung
bình hạt,
mmm
Bề mặt
riêng,
m2/g
Độ pH củ
a
nước rửa
qua muội

Độ pH
của nướ
c
rửa qua
muội
đến
105
o
C

đến
800
o
C

Độ
hút
ẩm, %

Độ hấp
phụ dầu,
cm
3
/g
Muội
rãnh khí


- Cho
công
nghệ
sơn và
chất
14÷16 180÷150

3 4 15 6 1,1÷1,3
màu
- Cho
công
nghệ
cao su
25÷35 125÷85 3,5÷4,5

2,5 6¸8 5 0,85÷0,9

Muội lò
hoạt
động

ΠM-70 30÷36 80÷70 8÷9 1 1,6 3 1
Muội
antraxen

34÷38 90÷80 3,5÷4,5

2,5 6¸7 4 0,95÷1,0

Muội
axetylen

40÷45 70÷65 7÷7,5 0,3 0,5 0,4 2,4
Muội lò
nửa
hoạt
động