اگر شما هم سؤالاتی از جمله: دوده چیست؟ کاربرد دوده صنعتی چیست؟ مراحل تولید آن چیست؟ نقش گاز استیلن در تولید دوده چیست؟ تفاوت دوده صنعتی و کربن بلک چیست؟ و امثال آن را دارید، با ساپرا گاز همراه باشید.

تعریف دوده صنعتی

پرکننده‌ها موادی با ذرات بسیار کوچک هستند که به مواد گوناگون اضافه می‌شوند تا ویژگی‌های آن‌ها را تغییر داده و بهبود بخشند یا صرفه اقتصادی داشته باشند و قیمت آن‌ها را کاهش دهند. یکی از این پرکننده‌ها که تقویت‌کننده مهمی نیز محسوب می‌شود و در صنعت لاستیک‌سازی کاربرد دارد، دوده است. دوده صنعتی از کربن تقریباً خالص تشکیل شده و دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است. روش اصلی تولید دوده صنعتی، تجزیه گرمایی هیدروکربن‌هایی نظیر گاز استیلن و احتراق سوخت‌های کربن‌دار است. دوده صنعتی کاربرد بسیار وسیعی در صنایع مختلف، از جمله صنعت لاستیک‌سازی، ساخت قطعات لاستیکی خودرو، مستربچ، جوهری‌سازی و رنگ‌سازی و ساخت لوله‌های آبیاری، آبرسانی و گازرسانی دارد. دوده صنعتی اغلب در پلاستیک و تولیدات وابسته به آن، جهت رنگ‌بخشیدن، محافظت در مقابل حرارت، محافظت در مقابل فساد ناشی از تشعشعات ماوراءبنفش، ایجاد خصوصیات الکتریکی و همچنین افزایش استحکام مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده صنعتی مهم، اثر قابل‌توجهی بر مقاومت در مقابل سایش و استقامت لاستیک‌ها و پلاستیک‌ها دارد؛ به‌طوری‌که بیش از ۵۰ درصد وزن بعضی از لاستیک‌ها از دوده تشکیل شده است.

ترکیب شیمیایی دوده

تعریف قدیمی دوده، کربن خالص است. بیشتر دوده‌های مورد استفاده در صنعت لاستیک شامل حدود ۹۸ درصد کربن هستند و دو درصد باقی‌مانده را اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد تشکیل می‌دهد. دوده ترکیبی از ذرات نرم شامل ۹۰ تا ۹۹ درصد کربن و گروه‌ها و ترکیب‌های آلی است. میزان مواد غیرآلی موجود در دوده که خاکستر نامیده می‌شود، بسیار ناچیز است. تعریف دیگری از ساختمان و ماهیت دوده چنین است: دوده‌ها ذاتاً کربن عنصری هستند که به‌صورت توده‌هایی از ذرات کلوخه‌شده درآمده‌اند. ذرات به‌هم‌چسبیده دوده تقریباً ساختار گرافیتی داشته و دارای ابعاد کلوئیدی هستند. اتم‌های موجود در ذرات، در لایه‌هایی واقع شده‌اند که به دلیل آرایش منظم و موازی و همچنین هم‌پوشانی یکدیگر، باعث ایجاد طبیعت نیمه‌گرافیتی ذرات شده‌اند؛ به‌طوری‌که لایه‌های بیرونی گرافیتی‌تر از لایه‌های درونی هستند. محدوده اندازه ذرات دوده ۱۰ تا ۴۰۰ نانومتر است و ذرات کوچک‌تر، کمتر گرافیتی هستند. به‌طور معمول، واژه کربن بلک برای تعریف گروهی از محصولات صنعتی زغالی یا زغال‌وار، مانند گرافیت، الماس، زغال‌سنگ و کُک، به کار گرفته می‌شود. این گروه مواد شامل موادی با ساختار کاملاً کریستالی، مانند الماس و گرافیت، تا مواد کمتر کریستالی هستند؛ درصورتی‌که ساختمان دوده‌ها با این گروه متفاوت است. دوده از ته‌نشینی فاز بخار به‌دست‌آمده از تخریب هیدروکربن‌ها در درجه حرارت‌های بالا به‌دست می‌آید و از کربونیزاسیون مواد آلی به‌دست نمی‌آید. دوده از ترکیب کربن عنصری با شکل توده‌ای، متشکل از ذراتی با ابعاد کلوئیدی و با مساحت سطح زیاد، به‌دست می‌آید. اتم‌های کربن در دوده، سیستم‌های فشرده حلقوی آروماتیک چند‌هسته‌ای می‌سازند که به‌طور کامل با ساختار کلاسیک گرافیت متفاوت است. توده‌های اولیه دوده از ترکیب یا جوش ذرات بسیار کوچک‌تر به‌وجود می‌آیند و دارای شکل هندسی متفاوتی، مانند خوشه‌ای، خوشه انگوری با شاخه‌های حجیم یا فیلامنتی‌شکل هستند. برای یک مساحت سطح ثابت، تعداد ذرات هر توده، اندازه آن را معین می‌کند که به‌عنوان ساختمان شناخته و اندازه‌گیری می‌شود. دو ویژگی اصلی دوده‌های صنعتی که در شناسایی آن‌ها اهمیت دارد، ساختار و مساحت سطح آن‌ها است. هرچه هوا در حین فرآیند تولید دوده صنعتی افزایش یابد، ذرات دوده صنعتی کوچک‌تر می‌شوند، ولی بهره تولید کاهش می‌یابد. امروزه حدود ۵۰ نوع دوده صنعتی تولید می‌شود. میزان مواد فرار در دوده، با حرارت‌دادن آن در حدود ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد در شرایط خلأ اندازه‌گیری می‌شود. هنگام حرارت‌دهی به دوده، گروه‌های عاملی سطح آن جدا می‌شوند که از این راه می‌توان مقدار اکسیژن و در نتیجه pH دوده را مشخص نمود. در زمان حرارت‌دهی، ترکیب‌های آلی سطح نیز تبخیر شده و تنها به‌صورت فیزیکی روی سطح ذرات دوده جذب می‌شوند. این ترکیب‌ها اصولاً رنگی هستند و در آمیزه می‌توانند در محل تماس با آمیزه دیگر، سبب تخریب در سطح تماس یا ضایع‌کردن این سطح شوند. میزان گوگرد موجود در سطح ذرات دوده صنعتی به نوع هیدروکربن مصرف‌شده و نیز روش تولید دوده صنعتی برمی‌گردد.