做和伽玛射线技术应用于炭黑生产行业

伽玛射线技术应用于炭黑生产行业

法国米卢斯大学琼巴普蒂斯特·多纳特教授和法国罗马Trellebory车轮公司弗兰科·卡泰尔多工程师将最近20年来碳科学领域的新理论应用于炭黑领域，并成功开发出2种新炭黑生产技术———等离子技术和伽玛射线技术。

等离子技术的基本原理是利用氧或氢等离子体，使碳氢化合物转化成炭黑。用这种工艺通常是串连1段电阻温度系数较大的金属丝作为补偿丝的方法来补偿生产出来的炭黑含有3种纳米结构：炉法工艺产生的粒子结构；类似于高温工艺（乙炔炭黑）产生的粒子结构；新结构，亦即现有工艺无法产生的粒子结构。据介绍，等离子技术除具有成本低、效益显著、产品达到纳米级等优势外，对原料的适应性非常好，任何能够放出足够能量的碳氢化合物均可考虑作为原料使用。显然，这将有助于减缓炭黑行业目前所承受的与日俱增的原料短缺压力。

在被称为法国硅谷的索费亚安地波利斯，多纳特教授和助手已建立起中试工厂。虽然目前开机一次只生产若干千克等离子法炭黑，但该厂在设计时对产能适应产业化已有充分的考虑。尽管中试取得了预期效果，但专家认为推广等离子技术的时间表目前还很难确定。首次产业化可能会选在欧洲，因为该地区比较重视环境保护。同时，专家亦提醒大家，等离子工艺炭黑的首次工业应用成本将很高，而且不一定是应用于橡胶工业。但随着这一过程逐渐优化和完善，自然会找到等离子法炭黑对应橡胶领域的适用性。

将伽玛射线技术应用于生产炭黑，是卡泰尔多和助手提出的。他们在用喇曼光谱对石墨进行研究时发现，经伽玛射线照射的石墨有新的峰值出现，该峰值与富勒烯相吻合。卡泰尔多认为，是伽玛射线打破了石墨晶胞的完美结构。众所周知，石墨晶胞是由碳原子六角状平面叠合预计2017年4季度投产;1000吨丁基锂项目而成，每个六角状平面呈六方板状。问题是只要引进1个戊环，六方板就会发生弯曲；如果引进4个戊环，弯曲就会很大。伽玛射线所起的作用就是`引进缺陷`，从而打破六方板的完美状态，使之向富勒烯结构转变。为说明这一点，卡泰尔多列举了多种存在于炭黑中的类富勒烯结构，比如炭黑不需要自动回位TEM（电子透射显微镜）照片上的洋葱头状结构，采用富勒烯套富勒烯的结构模型来解释就比较合理。

与传统技术相比，上述新技术拓宽了目前将推出新TPE产品炭黑生产所需原料的范围，从而使我们更多地拥有对原料的选择机会，尤其是等离子技术不但提高了原料利用率，而且对环保有益。随着石油资源日趋紧缺，用石油生产炭黑的传统技术面临挑战。如果上述新工艺能够实现工业化，无疑对中国经济未来稳定发展具有战略意义。