跟随行业大佬，了解炭黑

炭黑作为一种重要的工业基础材料，主要是由化石原料的不完全燃烧制成的，可被广泛的应用于轮胎及其他橡胶制品中，发挥填充及补强作用。据了解，一个轮胎中含有的炭黑含量大约为3公斤，该领域全球每年对炭黑的需求量大约在850万吨以上。不只是轮胎行业，化学工业、机械工程、建筑工地、电子工业等不同行业的各种橡胶产品都需要炭黑发挥作用，例如，传送带、软管、密封件、电缆等产品。炭黑还可作为黑色颜料应用于塑料、涂料、油墨中，虽占市场份额较小，但重要性不可忽视。

炭黑市场比较集合，排名前 10 位的企业占据了超过 61% 的市场份额，主要公司包括(排名不分先后)：卡博特公司、博拉炭黑、欧励隆工程炭、江西黑猫炭黑股份有限公司、东海炭素和中国合成橡胶股份有限公司等。

不久前，HORIBA 有幸采访到博拉炭黑公司的资深技术专家Rafael Vargas 博士，就炭黑话题为我们进行了详细的介绍。

炭黑的典型应用
 

炭黑与轮胎

炭黑占轮胎重量40% ，其余大多为橡胶，炭黑就像是轮胎的增韧剂，可以使橡胶保持弹性并变得更加耐用。

“如果汽车轮胎只有橡胶没有炭黑，那么轮胎大概只能行驶一千英里就会散架。” Rafael Vargas 博士说道， “但当轮胎使用炭黑硫化橡胶时，则可以行驶 10 万英里，因为它更坚韧、耐用。这就是我们所说的增强填料。”

炭黑与颜料

“您前几天看到的那辆闪亮黑色跑车，它的面漆便使用了炭黑作为颜料，会让黑漆变得更加黑。” Vargas 博士解释，“它不仅仅只是黑色，还是一种有着蓝色底色的深黑色。”

炭黑添加剂

如果您想通过变黑来保护材料免受太阳紫外线的伤害，就可以在这个材料中加入炭黑。比如在垃圾袋中加入炭黑，垃圾袋就拥有了不透明性和防紫外线性，只需要大约 1% 或 2% 的炭黑作为添加剂，就可以轻松实现这一切。架空电线的制造商也会用含有炭黑的黑色橡胶包裹电线，来保护隔热层免受太阳紫外线的破坏。

Vargas 博士强调，几乎您看到的任何黑色都含有炭黑，比如电脑部件键盘和显示器框架、塑料等。

炭黑与电极

炭黑也具备导电性，所以电池制造商会使用炭黑作为电极。

炭黑性能剖析

常规乘用车轮胎可能含有多达 16 种不同类型的炭黑，每种炭黑的性能略有不同：轮胎胎面的炭黑让轮胎坚硬耐用，轮胎侧壁的炭黑让轮胎保持弹性。

炭黑之所以表现出不同性能，是因为这些炭黑具有不同的结构、粒度和表面积，比如轮胎胎面的炭黑结构具有最小的结构，轮胎侧壁的炭黑则有多种结构。

博拉炭黑公司生产的炭黑材料，约 80% 进入了轮胎产业，另一部分则进入了其他橡胶产品，其余的用于涂料、油墨和塑料以及一些电气应用，如下：
 

· 轮胎

· 特种炭黑：性能出色的黑色颜料，包括紫外线防护、粘度和导电性，可显著改善塑料、涂料和油墨的形态和功能

· 机械橡胶制品：密封系统、皮带、软管、垫圈和模制零件

· 塑料

· 墨水

· 汽车面漆的颜色和色调

· 粘合剂、密封剂、电池、固体碳和冶金

所有这些应用都要求炭黑产品具有不同的性能，因而博拉炭黑公司分析实验室的研究便是聚焦在炭黑产品评估、质量控制、新产品开发等方面，同时尝试解决健康、安全和环境问题。

最近博拉炭黑公司尝试开发一些新产品，涉及炭黑之外的其他含碳材料，主要的研究都在这个分析实验室进行。Rafael Vargas 博士作为这个项目的技术主管，是让这项研究工作顺利进行的关键人物，他必须要了解并整合研究过程中所有涉及的分析测试技术。

制造炭黑的原料之一是石油，研究人员必须对其杂质进行检测，即使是百万分之一的杂质都可能会干扰炭黑的最终产量。

因此，博拉炭黑公司分析实验室中，工作人员一方面使用 Ultima Expert电感耦合等离子体发射光谱仪，测定原料中金属含量并对成品的质量进行控制，另一方面还要同时使用 HORIBA EMGA-920 对炭黑产品中的氧和氮进行分析。最后，还会进一步使用 HORIBA Partica LA-960 粒度分析仪来分析颗粒的粒径分布。
 

炭黑的未来

通过本篇内容，相信大家已经了解了炭黑这种工业基础材料，它的性能决定了它的不同用途。另外，还有人认为，炭黑工业对于促进汽车工业的发展和改善居民生活都具有非常重要的意义。基于此，有国外机构预测，全球对炭黑的生产及需求会保持强劲态势，到2030年，炭黑市场的需求量可达到1700万吨。而亚太地区将会成为主导，预计会占全球炭黑产量的64%左右。但不管怎样，炭黑的质量、性能以及环保等问题是这个行业蓬勃发展的保障。我们期待随着科学技术手段的进步，炭黑会不断提升质量和性能，会给这个世界带来更多优秀的产品，会给我们的生活带来更多美好和惊喜！