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第一章 概论1

1.1 炭黑的发展简史1

1.2 炭黑及其种类5

1.2.1 什么是炭黑5

1.2.2 炭黑的分类和命名6

1.2.3 炭黑的品种11

1.3 炭黑的用途及其在国民经济中的作用12

1.3.1 橡胶工业12

1.3.2 油墨工业13

1.3.3 涂料工业13

1.3.4 塑料工业14

1.3.5 农业15

1.3.6 合成革工业15

1.3.7 其他领域15

1.4 国内外炭黑工业现状及今后发展15

1.4.1 国外炭黑工业现状与展望15

1.4.2 国内炭黑工业现状及前景29

参考文献34

第二章 炭黑的性质35

2.1 微观结构和形态35

2.1.1 微观结构35

2.1.2 形态与聚集体41

2.2 分数维(分形)模型48

2.2.1 表面分数维 Ds49

2.2.2 周长分数维 DP50

2.2.3 质量分数维 Dm52

2.2.4 分数维与炭黑聚集体形态类别的关系54

2.2.5 炭黑的分数维与胶料性能的关系56

2.3 空隙体积、结构及其测定58

2.3.1 空隙体积与结构58

2.3.2 吸液法59

2.3.3 比容测量61

2.4 粒径和分布64

2.5 比表面积68

2.6 孔隙性72

2.7 其他物理性质78

2.7.1 密度78

2.7.2 导电性81

2.7.3 磁性能85

2.7.4 热导率86

2.7.5 炭黑的着火温度与燃烧88

2.7.6 光学性质90

2.8 炭黑的表面能95

2.8.1 表面自由能及其测量96

2.8.2 炭黑表面能的分散分量 γds97

2.8.3 炭黑表面能的其他分量 γsps100

2.8.4 炭黑表面能的不均匀性100

2.9 炭黑的化学性质103

2.9.1 炭黑的元素组成103

2.9.2 炭黑表面官能团104

2.9.3 炭黑氧化106

2.10 炭黑不纯物114

2.10.1 杂质114

2.10.2 溶剂抽出物116

2.10.3 水分116

2.10.4 灰分116

2.11 粒状炭黑特性117

参考文献118

第三章 炭黑的生产技术122

3.1 概述122

3.2 炭黑的生成机理123

3.2.1 引言123

3.2.2 炭黑生成理论125

3.2.3 炭黑生成机理图及其说明133

3.3 炭黑的生产方法136

3.3.1 接触法炭黑137

3.3.2 炉法炭黑150

3.3.3 乙炔炭黑170

3.3.4 热裂法炭黑176

3.4 炭黑原料油178

3.4.1 概述178

3.4.2 炭黑原料油的组成180

3.4.3 炭黑原料油的物理性质189

3.4.4 炭黑工业对原料油的要求及有关标准和规格194

3.5 炭黑生产的安全和卫生196

3.5.1 炭黑生产中的不安全因素196

3.5.2 天然气或煤气的防火、防爆197

3.5.3 原料油的防火、防毒199

3.5.4 炭黑产品的防火200

3.5.5 炉法炭黑生产装置的安全运行201

3.5.6 炭黑生产中的机电安全203

3.5.7 炭黑车间的卫生203

3.5.8 炭黑是否有致癌性205

3.5.9 炭黑尘肺205

3.5.10 有关炭黑的卫生标准205

3.6 炭黑生产的环境保护206

3.6.1 炭黑生产的污染源207

3.6.2 炭黑生产应遵循的环保法规209

3.6.3 炭黑生产的环境保护措施212

参考文献214

第四章 炭黑在橡胶工业中的应用216

4.1 炭黑对橡胶的补强机理216

4.1.1 流体力学作用217

4.1.2 结合胶218

4.1.3 炭黑周边的橡胶多维构造219

4.1.4 吸留橡胶220

4.1.5 应力软化效应221

4.1.6 分子链滑动学说222

4.1.7 填料网络理论224

4.1.8 炭黑表面的微细构造225

4.2 炭黑混炼胶的机械特性227

4.2.1 粘度和流动性227

4.2.2 粘弹性229

4.2.3 溶胀性230

4.2.4 拉伸特性230

4.2.5 滞后特性231

4.2.6 撕裂特性233

4.2.7 疲劳特性234

4.2.8 磨耗特性236

4.3 炭黑对橡胶加工性能的影响237

4.3.1 混炼237

4.3.2 压出251

4.3.3 硫化254

4.4 炭黑对硫化胶基本性能的影响257

4.4.1 硬度257

4.4.2 定伸应力259

4.4.3 拉伸强度262

4.4.4 耐磨性264

4.5 硫化胶的动态特性272

4.5.1 基本概念272

4.5.2 和振幅的关系274

4.5.3 和频率的关系289

4.5.4 和温度的关系296

4.5.5 回弹性297

4.5.6 生热性302

4.5.7 贮存模量和损耗系数的平衡305

4.6 胎面胶滚动阻力和牵引力308

4.6.1 滚动阻力与回弹性及损耗系数的关系308

4.6.2 牵引力与损耗柔量及损耗模量的关系308

4.6.3 炭黑特性的影响310

4.6.4 炭黑和操作油配合量的影响310

4.6.5 炭黑和聚合物间相互作用的影响311

4.6.6 耐磨性和滚动阻力的平衡312

4.7 橡胶的老化疲劳和机械破坏314

4.7.1 橡胶的老化疲劳314

4.7.2 耐切割性316

4.7.3 抗撕裂性318

4.7.4 耐屈挠性319

4.8 硫化胶的导电性和传热性319

4.8.1 导电性319

4.8.2 传热性323

4.9 橡胶配方设计325

4.9.1 炭黑品种的选择325

4.9.2 炭黑配合量的选择327

4.9.3 硬度的调节方法328

4.9.4 配方实例330

4.10 炭黑母炼胶335

4.10.1 概述335

4.10.2 干法炭黑母炼胶336

4.10.3 湿法炭黑母炼胶337

参考文献337

第五章 炭黑在非橡胶工业中的应用342

5.1 炭黑在塑料中的应用342

5.1.1 概述342

5.1.2 着色性的应用344

5.1.3 紫外线防护性的应用349

5.1.4 导电性的应用351

5.2 炭黑在印刷油墨中的应用356

5.2.1 概述356

5.2.2 油墨的分类及其主要成分357

5.2.3 炭黑性质对油墨性能的影响358

5.2.4 炭黑在油墨中的分散362

5.2.5 不同印刷方式对油墨和炭黑的不同要求365

5.2.6 国外不同的油墨用炭黑品种的情况366

5.3 炭黑在涂料中的应用367

5.3.1 概述367

5.3.2 涂料用原材料369

5.3.3 涂料用炭黑370

5.3.4 涂料用炭黑的分散374

5.4 炭黑在干电池中的应用377

5.4.1 概述377

5.4.2 干电池的构造及应用炭黑的部位378

5.4.3 乙炔炭黑的干电池应用性能381

5.5 炭黑在碳素制品工业中的应用385

5.5.1 概述385

5.5.2 碳素制品的制造过程386

5.5.3 炭黑在电机用电刷中的应用389

5.5.4 电器用碳素制品中的应用391

5.5.5 在机械用碳素制品中的应用392

5.5.6 在其他碳素制品中的应用392

5.6 炭黑在静电复印色粉中的应用394

5.7 炭黑的其他用途399

5.7.1 造纸着色399

5.7.2 纤维着色399

5.7.3 水泥401

5.7.4 耐火材料401

5.7.5 路面沥青的补强402

5.7.6 金属碳化物和工程陶瓷用碳化物402

5.7.7 高温粒状绝热材料403

5.7.8 炼钢和铸造403

5.7.9 高温润滑脂404

5.7.10 热稳定剂、润滑剂404

5.7.11 合成革404

5.7.12 电阻材料405

5.7.13 面状发热材料406

5.7.14 磁记录材料406

5.7.15 催化剂载体407

5.7.16 炸药408

5.7.17 农业408

5.7.18 太阳能利用409

5.7.19 融雪、化冰410

5.7.20 墨、墨汁和墨水411

5.7.21 炭笔、铅笔、油彩和水彩412

5.7.22 化妆品412

参考文献414

第六章 炭黑的产品标准及其试验方法416

6.1 概述416

6.1.1 炭黑产品标准的重要性及其分类417

6.1.2 国际标准和国外标准420

6.1.3 我国的炭黑标准化工作428

6.2 橡胶用炭黑产品标准433

6.2.1 国际标准及国外标准433

6.2.2 国内标准440

6.3 色素炭黑和导电炭黑产品标准455

6.3.1 国外色素炭黑标准456

6.3.2 我国色素炭黑标准463

6.4 乙炔炭黑产品标准466

6.4.1 国外乙炔炭黑产品标准466

6.4.2 国内乙炔炭黑产品标准466

6.5 试验方法概要468

6.5.1 炭黑粒径的测定468

6.5.2 炭黑比表面积的测定473

6.5.3 炭黑结构的测定506

6.5.4 炭黑聚集体形态参数的测定512

6.5.5 炭黑表面化学性质的测定519

6.5.6 炭黑导电性能的测定522

6.5.7 炭黑不纯物的测定526

6.5.8 造粒炭黑质量测定方法532

6.5.9 炭黑橡胶物理机械性能测试方法535

6.5.10 色素炭黑应用性能测定550

6.5.11 炭黑专用测试仪器554

6.5.12 炭黑的抽样方法555

6.5.13 标准参比炭黑557

参考文献563

第七章 炭黑品种介绍565

7.1 油炉法橡胶用炭黑565

7.1.1 现纳入(或曾纳入)ASTM D1765的品种565

7.1.2 未纳入 ASTM D1765的品种579

7.2 油炉法非橡胶用炭黑583

7.2.1 油炉法色素炭黑583

7.2.2 油炉法导电炭黑586

7.3 气炉法炭黑588

7.3.1 天然气半补强炉黑588

7.3.2 冶金用炭黑589

7.4 热裂法炭黑589

7.4.1 N907589

7.4.2 N908590

7.4.3 N990590

7.4.4 N991591

7.5 乙炔炭黑591

7.6 接触法炭黑592

7.6.1 槽法炭黑592

7.6.2 混气炭黑592

7.6.3 滚筒法炭黑593

7.7 副产炭黑594

7.8 灯烟法炭黑595

7.9 其他方法生产的炭黑595

7.9.1 骨炭595

7.9.2 Ensaco 炭黑595

7.10 国内外特种炭黑品牌对照596

7.10.1 色素炭黑596

7.10.2 导电炭黑及其他598