Negre de carbó

Archiu:Carbon black.jpg

Negre de carbó

El negre de carbó és un material produït per la combustió incompleta dels productes derivats del petròleu. És una forma de carbono amorfo en una relació superfície-volum extremadament alta i que com a tal és un dels primers nanomaterialés àmpliament usats. És semblat al negre de fum salve per la seua elevada relació superfície-volum. El negre de carbó s'usa a sovint com pigment i com a reforç en productes de goma i plàstic. És un conegut carcinógeno i danya el tracto respiratori si s'inhala, pel seu alt contingut en hidrocarburs policíclics aromàtics, encara que l'estructura del negre de carbono fa que els PAHs no es lliberen per lo que no està demostrada la seua perillositat.

Usos comuns

L'us més comú (70 %) del negre de carbó és com a pigment i base de reforç en neumàtics per a automòvils. El negre de carbó també ajuda a dissipar la calor de les zones de la chafada i el cinturó del neumàtic, reduint el dany tèrmic i incrementant la vida de la goma. Les partícules de negre de carbó també s'ampren en alguns materials absorbents de radar i en els tònerés d'impressores. S'ha investigat per al seu us en condensadores de ciment

S'espera que la producció total de 2006 siga d'unes 78 932 789 t. Prop del 20 % de la producció mundial s'ampra en cinturons, mànegues i atres artículs de goma. El restant s'usa en tintes i com a pigment per a atres productes diferents de neumàtics.

S'ha propost fabricar condensadores de ciment usant el negre de carbó [1]

Material de reforç

El menor us en volum del negre de carbó és com a farcidura de reforç en els productes de goma, especialment els neumàtics per a vehículs. Encara que un vulcanizado pur de SBR té una força ténsil no superior a 2,5 MPa i una resistència a l'abrasió pràcticament inexistent, mesclat al 50 % de pes en negre de carbó millora la seua força ténsil i resistència al desgast com es detalla en la següent taula:

Tipos de negre de carbó usat en neumàtics

Nom	Abrev.	Desig. ASTM	Tamany de partícula (nm)	Força ténsil (MPa)	Abrasió relativa en lab.	Abrasió relativa en carret.
Super Abrasion Furnace	SAF	N110	20-25	25,2	1,35	1,25
Intermediate SAF	ISAF	N220	24-33	23,1	1,25	1,15
High Abrasion Furnace	HAF	N330	28-36	22,4	1,00	1,00
Easy Processing Channel	EPC	N300	30-35	21,7	0,80	0,90
Fast Extruding Furnace	FEF	N550	39-55	18,2	0,64	0,72
High Modulus Furnace	HMF	N683	49-73	16,1	0,56	0,66
Semi-Reinforcing Furnace	SRF	N770	70-98	14,7	0,68	0,60
Fine Thermal	FT	N880	180-200	12,6	0,22	-
Medium Thermal	MT	N990	250-350	9,8	0,18	-

Pràcticament tots els productes de goma per als que les propietats de resistència a la tensió i l'abrasió són crucials usen negre de carbono, per lo que són de color negre. A on les propietats físiques són importants pero es desigen atres colors distints al negre, com en el cas de les sabatilles deportives blanques, el cuarzo fumat és un rival decent del negre de carbono sobre millora de la resistència. Els composts basats en cuarzo també estan guanyant quota de mercat en la fabricació de neumàtics gràcies a que proporcionen millors consum per la seua menor pèrdua de rodage respecte als neumàtics en negre de carbono. Tradicionalment han tingut pijor resistència a l'abrasió, pero la tecnologia dels composts de cuarzo ha millorat gradualment fins a igualar la del negre de carbono encara que a un major cost.

Pigment

El negre de carbó (Colour Index International PBL-7) és el nom d'un pigment negre comú, tradicionalment produït a partir de la carbonización de materials orgànics com la fusta o l'os. Està format de carbono pur i el seu color negre es deu a que pràcticament no reflectix llum en la part visible de l'espectre. Se li coneix per varis noms, cada u dels quals reflectix un método tradicional de producció:

• Negre marfil, produït tradicionalment per carbonización de marfil o os animal (vore carbó animal).
• Negre vinya, produït tradicionalment per carbonización de brots i parres de vinyes desecadas.
• Negre fum, produït tradicionalment a partir del negre de fum arreplegat de les llànties.

Métodos moderns de produir negre de carbó han deixat obsoletes estes fonts tradicionals, si ben alguns materials se seguixen produint usant estos métodos antics per a fins artesanals.