Cтраница 3
Кроме отмеченных различий в пористой структуре, уместно отметить также и определенную структурную и химическую неоднородность поверхности углеродных частичек. Так, поверхность сажи имеет участки различной лиофильности, что, как будет показано ниже, оказывает влияние на образование сажевых агрегатов. [31]
Очевидно, что самый простой путь компенсации этих связей на воздухе при температуре до 100 С заключается в присоединении к ним атомов кислорода. Образующиеся на поверхности кислородсодержащие группы вместе с активными центрами играют важную роль в формировании структуры и свойств углеграфитовых материалов, в том числе и сажевых агрегатов. [32]
Материал со структурой сажевых агрегатов содержит развитую систему переходных пор. Последнее свидетельствует о повышенной сорбционной способности этого материала, что имеет важное значение для некоторых случаев его применения. Так, использование графитиро-ванных сажевых агрегатов в качестве исходного компонента в смесях с синтетическим связующим резко изменяет условия его полимеризации и выход кокса. [33]
Рассмотренные экспериментальные данные подтверждают, что как при термообработке, так и при химическом активировании между агрегатами сажи и каучуком образуется связь. Как только сажевый, агрегат оказывается связанным с полимерной цепью, o i утрачивает свою способность сопротивляться разрушению под действием напряжений, Еозкикггсщих в процессе смешения. Во время последующего смешения сажевые агрегаты разрушаются и вновь образующиеся. [35]
Если в саже-газовой или саже-воз-душной смеси содержание сажи превышает 50 г / ж3, то поверхность рукавов очень быстро покрывается сажей и, следовательно, возникает необходимость частой очистки рукавов. В таких случаях перед рукавным фильтром устанавливают какие-либо другие аппараты ( как, например, циклоны) для улавливания сажи. В них улавливается 80 - 85 % крупных сажевых агрегатов, а в рукавный фильтр поступают не уловленные в циклонах агрегаты небольших размеров. [36]
Однако трудность диспергирования сажи обусловливает недостаточную объективность такой характеристики, как фактор формы. Это связано главным образом со значительным разбросом размеров сажевых агрегатов и тем, что они не зависят от размера частичек. Установлено, что у саж с наибольшей структурностью максимальный размер сажевых агрегатов наблюдается при относительно меньших размерах сажевых частичек. [37]
![]() |
Зависимость предельного напряжения сдвига и удельного сопротивления от состава смеси сажа - пек. [38] |
Различные виды исходного сырья, несмотря на одинаковый характер процессов, протекающих при пиролизе, обусловливают индивидуальные свойства образующихся саж. Установлено, в частности, что с ростом степени ароматизации сырья повышается выход и структурность сажи, а увеличение в газовой смеси водорода препятствует росту сажевых частичек. При значительном количестве водорода образуются защитные оболочки, препятствующие образованию сажевых агрегатов. В этом же направлении действует увеличение содержания воздуха в смеси, повышающего температуру процесса, а следовательно, и дисперсность сажи. [39]
Метод микротомных срезов широко используется при исследовании степени диспергирования сажи в каучуке как в нашей стране, так и за рубежом. Для изготовления срезов толщиной 1 - 5 мкм образцы резины замораживают в жидком азоте. Срезы сажена-полненных резин толщиной 5 мкм хорошо просматриваются под микроскопом ( рис. VII. На серовато-коричневом фоне видны черные сажевые агрегаты разных размеров. Окраска среза зависит от наличия мелких частиц, поскольку тонкодиспергированная сажа сильнее рассеивает более короткие волны светового спектра. [40]
![]() |
Микрофотография среза саженаполненного каучука. а - хорошее диспергирование. б - плохое диспергирование. [41] |
Метод микротомных срезов широко используется при исследовании степени диспергирования сажи в каучуке как в нашей стране42 - 44, так и за рубежом. Для изготовления срезов толщиной 1 - 5 мк образцы резины замораживают в жидком азоте. Срезы саженаполнен-ных каучуков толщиной 5 мк хорошо просматриваются под микроскопом ( рис. IV. На серовато-коричневом фоне хорошо видны черные сажевые агрегаты разных размеров. [42]
Аналогичные структуры образуются и из асфальтитов, но при относительно высоких концентрациях и при меньшем развитии сольватной оболочки. Дальнейшее увеличение концентрации ВМС нефти приводит к формированию новых самостоятельных ( неадсорбированных) структур, которые в дальнейшем укрупняются с образованием пространственной сетки. В состав этой сетки входят и сажевые агрегаты, создавая таким образом конгломератную пространственную структуру. Разрушение структуры происходит постепенно по слабым связям. В первую очередь разрушаются, по-видимому, связи между агрегатами частиц сажи и в последнюю очередь - мобильные гибкие агрегаты молекул из структур ВМС нефти. [43]
Важное значение при оценке полученных результатов имеет объемная доля дисперсной фазы. Нефтяной пек, лаковый битум и асфальтены обладают повышенной склонностью к образованию дисперсной фазы. Этим определяется характер взаимодействия структур различной природы в наполненных растворах ВМС нефти. При низких концентрациях ВМС имеет место их взаимодействие с агрегатами сажевых частиц. Однако, верхний предел концентрации, когда еще имеет место такое взаимодействие, зависит от при-рюды ВМС нефти и, очевидно, масла-растворителя. Из данных по прочности структур видно, что взаимодействие структур представляет собой поглощение сажевыми агрегатами полимерных структур. А это возможно, когда размеры полимерной фазы меньше частиц сажи, и соответственно размеры межчастичных пустот в сажевых агрегатах, которые для технического углерода ПМ-100 составляют 250 - 300 А. Можно сделать вывод, что при малых концентрациях ( меньше 2 %) асфальтены, лаковый битум и нефтяной пек образуют дисперсную фазу с субмикронными размерами частиц. [44]
Важное значение при оценке полученных результатов имеет объемная доля дисперсной фазы. Нефтяной пек, лаковый битум и асфальтены обладают повышенной склонностью к образованию дисперсной фазы. Этим определяется характер взаимодействия структур различной природы в наполненных растворах ВМС нефти. При низких концентрациях ВМС имеет место их взаимодействие с агрегатами сажевых частиц. Однако, верхний предел концентрации, когда еще имеет место такое взаимодействие, зависит от при-рюды ВМС нефти и, очевидно, масла-растворителя. Из данных по прочности структур видно, что взаимодействие структур представляет собой поглощение сажевыми агрегатами полимерных структур. А это возможно, когда размеры полимерной фазы меньше частиц сажи, и соответственно размеры межчастичных пустот в сажевых агрегатах, которые для технического углерода ПМ-100 составляют 250 - 300 А. Можно сделать вывод, что при малых концентрациях ( меньше 2 %) асфальтены, лаковый битум и нефтяной пек образуют дисперсную фазу с субмикронными размерами частиц. [45]