热解炭黑是一种通过热解技术生成的炭黑产品,其平均粒径为40~50nm,具有较高的交联度和扩散性。废轮胎热解可以回收可燃气、油品和热解炭黑,其中热解炭黑是轮胎热解的关键产物,其品质和市场应用制约着废轮胎热解回收过程的经济性。因此,如何改善热解炭黑的性能,提高其使用价值,是废轮胎资源综合利用的重要环节。
热解炭黑与市售炭黑相比,其灰分含量较高,含有Zn、Ca、Si、Al、Na、Fe、Mg、K、S、P等元素,其中Zn和Ca的含量最高。灰分中的金属元素增加了热解炭黑的表面反应活性,使其具有特殊的催化效果。酸洗及硬脂酸改性后,炭黑的表面形貌与酸洗炭黑相比变化不大,但炭黑挥发分含量的增加能提高其在连接料中的分散性和稳定性。
热解炭黑是由许多形状不规则、大小不均匀的微米级颗粒构成,其表面粗糙不平,覆盖有碳质沉积物。酸洗后炭黑表面碳质堆积物减少,相对光滑,但炭黑活性表面的部分暴露出来。加入硬脂酸后,炭黑表面的极性官能团部分暴露出来,含氧官能团含量增加。
热解炭黑表面主要以硫化物(主要是ZnS)和有机硫形式存在,硫酸盐含量很少。酸洗后表面硫化物含量大幅降低,有机硫和硫酸盐物质增多。酸洗及硬脂酸改性后,炭黑表面的极性官能团部分暴露出来,含氧官能团含量增加,相应的炭黑挥发分含量也增加。
综上所述,废轮胎热解炭黑的性能可以通过酸洗和硬脂酸改性得到改善,提高其使用价值和工业应用的可行性。