Niedawno zaproponowane przez stan Nowy Jork w Stanach Zjednoczonych przepisy zakazujące sprzedaży sadzy technicznej w ciągu dwóch lat zawierają m.in. informacje na temat tego, czym jest sadza techniczna, dlaczego jej stosowanie powinno być ograniczone, jakie jest jej zastosowanie w drukarstwie i innych gałęziach przemysłu, w jaki sposób jest produkowana, jaki jest jej potencjalny wpływ na środowisko oraz wykonalność alternatyw.
Z biegiem czasu ludzie opracowali różne metody produkcji sadzy, w zależności od poziomu technologicznego i warunków geograficznych. Proces produkcji sadzy w piecu jest obecnie najwydajniejszy i najszerzej stosowany, ale omówimy również inne procesy.
Proces obróbki w piecu
Proces ten wykorzystuje węglowodory z ropy naftowej i gazu ziemnego jako surowce do produkcji większości światowej sadzy. Surowce są wtryskiwane do reaktora w celu rozkładu termicznego. Jednak spalają się one tylko częściowo w kontrolowanych warunkach temperatury i tlenu. W tej kontrolowanej reakcji powstają i są gromadzone cząstki sadzy. W dzisiejszych systemach reaktorowych, podczas wytwarzania pigmentów, można zastosować obróbkę powierzchniową w celu poprawy wydajności w określonych zastosowaniach (np. dyspersji pigmentów i produkcji tuszów).
Sadza techniczna to proszkowa forma aglomeratów, o rozmiarach cząstek pierwotnych od 10 do 80 nm. Dla ułatwienia przetwarzania proszek można sprasować do postaci cząstek. Oprócz modyfikacji obróbki powierzchni, można również modyfikować warunki procesu, aby kontrolować takie cechy, jak struktura i powierzchnia właściwa.

piroliza katalityczna
Proces termicznego krakingu sadzy wymaga wtłaczania gazu ziemnego do pieca grzewczego w warunkach obojętnych. Następnie gaz rozkłada się na sadzę i wodór. W warunkach beztlenowych sadza powstaje powoli, a powstałe cząstki są zazwyczaj bardzo czyste. W porównaniu z sadzą piecową, rozmiar cząstek jest większy, a struktura gorsza. Proces ten wykorzystuje parę pieców. Gdy jeden piec jest podgrzewany, drugi rozkłada gaz ziemny na sadzę. Wodór powstający podczas procesu rozkładu może być wykorzystany do podgrzania drugiego pieca w celu wytworzenia kolejnej partii produktów w tym procesie nieciągłym.

Proces z sadzą gazową (proces Degussy)
Proces produkcji sadzy gazowej został opracowany w Europie z wykorzystaniem frakcji smoły węglowej. Olej jest podgrzewany do momentu odparowania. Czysty odparowany olej jest transportowany do komory spalania za pomocą gazu nośnego bogatego w wodór. Dzięki obecności tlenu, powstająca powierzchnia sadzy charakteryzuje się wysokim stopniem funkcjonalności, złożoną z tlenowych grup funkcyjnych. Proces ten pozwala na produkcję sadzy o wysokiej czystości i małych rozmiarach cząstek. Podobnie jak sadza piecowa, właściwości sadzy gazowej sprawiają, że idealnie nadaje się ona do farb i powłok.

Inne historyczne metody produkcji sadzy obejmują sadzę lampową, sadzę rowkową i sadzę acetylenową. Jeśli chcesz samodzielnie wyprodukować sadzę, jest to bardzo proste. Umieść garnek z zimną wodą nad świecą, ale wewnątrz pomarańczowego płomienia. Część spalonego wosku zostanie zatrzymana w postaci sadzy na dnie garnka. Zasadniczo, jeśli zapalasz świece, grillujesz, palisz kadzidło lub używasz świec z trawy cytrynowej do odstraszania komarów, wytwarzasz sadzę węglową.

Kwestie regulacyjne
Mówiąc o kwestiach regulacyjnych związanych z sadzą, pierwszym krokiem jest dokonanie zasadniczego rozróżnienia. Czy mówimy o suchej sadzy proszkowej jako pigmencie, czy o sadzy obecnej w suchych warstwach tuszu? Przyjrzyjmy się najpierw sadzy proszkowej otrzymywanej przez producentów tuszu.
Zagrożenia dla zdrowia
Największym ukrytym zagrożeniem związanym z sadzą jest to, że w przypadku niewłaściwego postępowania z nią, może dojść do wybuchu pyłu. Jeśli stężenie pyłu przekroczy 50 gramów na metr sześcienny, istnieje ryzyko wybuchu lub zapłonu w obecności źródła zapłonu. O ile zarządzanie jest prawidłowe, a źródła ognia starannie eliminowane, ryzyko to można zminimalizować.
Drugim problemem jest wdychanie. Cząsteczki sadzy są bardzo małe i jeśli nie są przykryte, łatwo ulegają rozproszeniu. Krótkotrwałe wdychanie pyłu sadzy może powodować podrażnienie i dyskomfort w górnych drogach oddechowych. Może to powodować kaszel i świszczący oddech. Nie ma jednak dowodów sugerujących, że ostry kontakt może zagrażać życiu.
Długotrwałe wdychanie sadzy u zwierząt może prowadzić do przeciążenia płuc i stanu zapalnego. Chociaż stan zapalny może prowadzić do skutków genotoksycznych, sama sadza nie jest uważana za mutagenną. Ponadto wyniki te są zbliżone do innych badań dotyczących nierozpuszczalnych cząstek nieorganicznych w badaniach inhalacyjnych. Ze względu na długotrwałą ekspozycję na sadzę i inne nierozpuszczalne cząstki, prowadzącą do zmniejszenia pojemności płuc, zaleca się noszenie osobistego sprzętu ochronnego (PPE) i przestrzeganie zasad higieny pracy podczas stosowania prochu z sadzy.
Sadza nie podrażnia oczu ani skóry. Może jednak powodować podrażnienia mechaniczne, a sadza, podobnie jak inne proszki, może wysuszać skórę.
Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) klasyfikuje proszek sadzy technicznej jako substancję rakotwórczą klasy 2B. Międzynarodowe Stowarzyszenie Sadzy Technicznej (International Carbon Black Association) uważa, że ​​podstawą tej klasyfikacji jest fakt, iż szczury laboratoryjne są szczególnie wrażliwe na wdychanie dużych dawek cząstek o niskiej rozpuszczalności. Brakuje wystarczających dowodów na związek między sadzą techniczną a rakiem płuc u ludzi. Organizacja non-profit American Conference of Government Industrial Hygienists (ACGIH) stwierdziła, że ​​sadza techniczna jest potwierdzonym czynnikiem rakotwórczym dla zwierząt, ale jej związek z ludźmi nadal nie jest jasny.
Po wprowadzeniu sadzy do tuszu lub farby, wszelkie ryzyko związane z jej stosowaniem jako nierozpuszczalnych cząstek zostaje wyeliminowane. To istotna różnica, a projekt ustawy Senatu zdaje się ją pomijać, błędnie nazywając sadzę substancją toksyczną. George Fuchs, Dyrektor ds. Regulacji i Technologii w NAPIM, powiedział: „Jesteśmy tym bardzo zaniepokojeni i połączyliśmy siły z wieloma organizacjami branżowymi i biznesowymi, aby sprzeciwić się temu nieprzemyślanemu i kontrproduktywnemu prawodawstwu”.
wpływ na środowisko
Szacuje się, że podczas produkcji ponad 15 milionów ton sadzy nastąpi emisja od 29 do 79 milionów ton metrycznych dwutlenku węgla. Zastosowanie wodoru zamiast gazu ziemnego może zmniejszyć ślad węglowy o 19%. Inne potencjalne skutki dla środowiska obejmują emisję tlenku węgla.

Jak już wspomnieliśmy, pigmenty sadzy są wytwarzane głównie z frakcji ropy naftowej. Sadza jest wytwarzana z materiałów odpadowych, takich jak opony, a niektóre firmy wykorzystują obecnie zasoby odnawialne do produkcji sadzy. Firma Living Ink produkuje sadzę z odpadów biomasy w procesie emisyjnym. Udoskonalili proces produkcji farb do sitodruku, farb offsetowych i farb fleksograficznych. W niedalekiej przyszłości prawdopodobnie zobaczymy produkty o jakości odpowiedniej do druku atramentowego. Podobnie jak tradycyjna sadza, pigmenty sadzy pochodzące z biomasy są wytwarzane poprzez spalanie w warunkach beztlenowych. Niestety, te odnawialne formy sadzy również zostaną zakazane przez proponowane przepisy stanowe.

Jeśli chcesz zapoznać się z naszymi produktami, zapytaj o cenę, wyślij wiadomość e-mail na adres

nas: lemsun002@126.com.