Apa itu Carbon Black?

Carbon black adalah contoh unsur karbon murni dalam bentuk partikel koloid yang dihasilkan oleh pembakaran yang tidak sempurna atau akibat adanya komposisi termal hidrokarbon gas atau cair dalam kondisi yang terkendali. Carbon black berwarna hitam tentunya, halus, dikemas dalam sebuah pelet atau bahkan dalam bentuk bubuk. Penggunaan carbon black diantaranya pada ban kendaraan, produk karet dan plastik, tinta cetak serta pelapis yang berhubungan dengan sifat luas permukaan spesifik, ukuran partikel dan struktur, konduktivitas dan warna. Carbon black juga termasuk 50 bahan kimia industri yang diproduksi di seluruh dunia, berdasarkan tonase tahunan. Produksi di seluruh dunia saat ini adalah sekitar 8,1 juta metrik ton. Sekitar 90% dari carbon black yang digunakan dalam aplikasi karet, 9% sebagai pigmen, dan sisanya 1% sebagai unsur penting dalam ratusan aplikasi yang beragam.

Produk carbon black modern yang ada saat ini berasal dari kemunculan “blacklamp” yang telah diproduksi oleh Cina lebih dari 3500 tahun yang lalu. Namun carbon black pertama yang diproduksi awalnya tidak sangat murni dan sangat berbeda komposisi kimianya dibandingkan dengan carbon black yang ada saat ini. Sejak pertengahan tahun 1970-an, sebagian besar carbon black telah diproduksi menggunakan furnace.

Produksi

Dua proses manufaktur carbon black (tungku hitam dan termal hitam) menghasilkan hampir semua orang kulit hitam karbon dunia, dengan proses hitam tungku yang paling umum. Proses hitam tungku menggunakan minyak aromatik berat sebagai bahan baku. Tungku produksi menggunakan reaktor tertutup untuk menyemprotkan suatu cairan minyak bahan baku dalam kondisi yang dikontrol dengan hati-hati (terutama suhu dan tekanan). Bahan baku utama diperkenalkan ke dalam aliran gas panas (dicapai dengan membakar bahan baku sekunder, misalnya, gas alam atau minyak) di mana ia menguap dan kemudian pyrolyzes dalam fase uap untuk membentuk partikel karbon mikroskopis. Dalam reaktor tungku besar, laju reaksi dikendalikan oleh uap atau semprotan air. Carbon black yang diproduksi disampaikan melalui reaktor, didinginkan, dan dikumpulkan dalam bag filter dalam suatu proses berkelanjutan. Gas sisa, atau gas ekor, dari reaktor tungku mencakup berbagai gas seperti karbon monoksida dan hidrogen. Kebanyakan tanaman hitam tungku menggunakan sebagian dari gas ini sisa untuk menghasilkan panas, uap, atau tenaga listrik.

Proses hitam termal menggunakan gas alam, yang terutama terdiri dari metana atau minyak aromatik berat, sebagai bahan baku. Proses ini menggunakan sepasang tungku yang bergantian kira-kira setiap lima menit antara pemanasan dan produksi carbon black. Gas alam diinjeksikan ke dalam tungku berlapis refraktori panas, dan, dalam ketiadaan udara, panas dari bahan tahan api terurai gas alam menjadi hitam karbon dan hidrogen. Aliran bahan aerosol dipadamkan dengan semprotan air dan disaring di rumah tas. Carbon black keluar dapat diproses lebih lanjut untuk menghilangkan kotoran, pelet, disaring, dan kemudian dikemas untuk pengiriman. Hidrogen off-gas yang dibakar di udara untuk memanaskan tungku kedua.

Perlengkapan Fisika dan Kimia

Carbon black tidak jelaga atau carbon black, yang adalah dua yang paling umum, istilah generik diterapkan untuk berbagai karbon yang tidak diinginkan oleh-produk yang dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna dari karbon yang mengandung bahan, seperti minyak, bahan bakar minyak atau bensin, batubara, kertas, karet, plastik dan bahan limbah. Jelaga dan carbon black juga mengandung sejumlah besar diklorometana-dan bahan ekstrak toluena, dan dapat menunjukkan kandungan abu 50% atau lebih.

Carbon black secara kimiawi dan fisik yang berbeda dari jelaga dan carbon black, dengan sebagian besar jenis yang mengandung lebih dari 97% unsur karbon disusun sebagai aciniform (seperti anggur cluster) partikulat. Sebaliknya, biasanya kurang dari 60% dari massa total partikel karbon jelaga atau hitam terdiri dari karbon, tergantung pada sumber dan karakteristik partikel (bentuk, ukuran, dan heterogenitas). Dalam kasus carbon black komersial, kontaminan organik seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) hanya dapat diekstraksi dengan prosedur analitis laboratorium yang sangat ketat (ekstraksi soxhlet menggunakan pelarut organik dan suhu tinggi). Ekstrak ini, meskipun mereka mungkin serupa dengan yang berasal dari jelaga, yang unik, namun, karena ekstrak carbon black hanya ada dalam jumlah yang sangat kecil. Air dan cairan tubuh tidak efektif dalam menghilangkan PAH dari permukaan carbon black dan, karena itu, mereka tidak dianggap biologis tersedia. Dua lainnya produk karbon komersial sering bingung dengan carbon black diaktifkan karbon dan tulang hitam. Masing-masing dihasilkan oleh proses yang berbeda dari carbon black komersial dan memiliki sifat fisik dan kimia yang unik.

Keamanan

Penanganan Penyimpanan

Carbon black harus disimpan di tempat yang bersih, kering, tidak terkontaminasi dari paparan suhu tinggi, sumber api terbuka dan oksidasi kuat (misalnya, klorat, bromates, dan nitrat). Karena carbon black akan menyerap kelembaban dan kimia uap, harus disimpan dalam wadah tertutup.

Rumah Tangga

Tumpahan rumah tangga pembersihan dan umum sangat penting untuk mengendalikan eksposur carbon black. Carbon black debu menyebar dengan mudah di udara melalui hampir setiap arus udara atau gerakan. Selain itu, karena carbon black adalah pigmen, mungkin noda permukaan terbuka. Prosedur perawatan yang menghindari produksi debu atau generasi emisi buronan dalam proses sangat dianjurkan. Debu kering, dengan filtrasi yang tepat, adalah metode yang disukai untuk menghilangkan debu permukaan dan membersihkan tumpahan. Sweeping kering harus dihindari. Massal carbon black harus selalu ditutupi atau terkandung. Perawatan harus diambil untuk menghindari menghasilkan kondisi yang dapat menyebabkan paparan yang tidak perlu.

Pertolongan Pertama Akut

Tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa paparan akut terhadap carbon black dapat mengakibatkan mengancam kehidupan cedera atau sakit. Carbon black tidak mengiritasi sistem pernafasan, seperti yang didefinisikan oleh Administrasi Keselamatan dan Kesehatan (OSHA), dan tidak menghasilkan pernapasan atau kulit sensitisasi. Pemakanan adalah metode mungkin paparan

disengaja. Seperti banyak debu, inhalasi dapat memulai respon bronkial antara individu dengan kondisi paru-paru yang sudah ada sebelumnya.

Terhirup: paparan jangka pendek untuk konsentrasi tinggi dapat menghasilkan ketidaknyamanan sementara pada saluran pernapasan bagian atas, yang dapat mengakibatkan batuk dan mengi. Penghapusan dari paparan carbon black biasanya cukup untuk menyebabkan gejala mereda tanpa efek abadi.

Kulit: Carbon black debu atau bubuk dapat menyebabkan pengeringan kulit dengan kontak berulang dan berkepanjangan. Pengeringan kulit mungkin juga hasil dari sering mencuci kulit karbon terkontaminasi hitam. Carbon black dapat dicuci dari kulit dengan menggunakan sabun lembut dan air bersama dengan tindakan menggosok lembut. Sebuah kulit bersih tanpa air juga dapat digunakan. Ulangi pencucian mungkin diperlukan untuk menghilangkan carbon black. Sebuah krim pelindung pada permukaan kulit yang terkena juga dapat menjadi metode yang efektif untuk meminimalkan paparan kulit.

Tertelan: Tidak ada efek samping yang diharapkan dari konsumsi carbon black. Jangan memaksakan muntah.

Mata: Carbon black bukanlah iritasi kimia. Perlakukan berdasar gejala untuk iritasi mekanis. Bilas mata air secara menyeluruh untuk menghilangkan debu. Jika terjadi iritasi atau gejala berkembang, mencari perhatian medis.

Kesehatan dan Kebersihan

Carbon black telah menjadi subyek dari studi kesehatan ilmiah yang luas selama beberapa dekade terakhir. Meskipun carbon black diklasifikasikan oleh Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) sebagai Kelompok 2B karsinogen (kemungkinan karsinogenik pada manusia) berdasarkan "bukti yang cukup" pada hewan dan "bukti tidak memadai" pada manusia, bukti terbaru menunjukkan bahwa fenomena carcinogenicity di paru-paru tikus adalah spesies-spesifik, yang dihasilkan dari gigih overloading paru-paru tikus dengan buruk partikel larut <1,0 mikrometer diameter. Studi Mortalitas pekerja manufaktur carbon black tidak menunjukkan hubungan antara paparan carbon black dan tingkat kanker paru-paru meningkat. (Lihat Studi Manusia dan bagian Karsinogenik.) Penelitian telah menunjukkan, bagaimanapun, bahwa paparan teratur untuk karbon partikel larut buruk hitam dan lainnya mungkin memainkan peran dalam penurunan kapasitas paru-paru yang diukur dengan volume ekspirasi paksa dalam satu detik (FEV1). Praktik kesehatan kerja harus diikuti untuk menjaga eksposur pekerja di bawah ambang batas.

Karsinogenik / EpidemiologiBadan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) evaluasi (Monografi 65, 1996 publikasi) menyimpulkan, "Ada bukti yang cukup pada hewan percobaan untuk karsinogenisitas carbon black." Kategorisasi ini didasarkan pada pedoman IARC, yang memerlukan klasifikasi tersebut jika satu spesies pameran carcinogenicity dalam dua atau lebih studi. Berdasarkan evaluasi ini, bersama dengan temuannya bukti tidak memadai karsinogenisitas pada manusia, IARC ditunjuk carbon black sebagai karsinogen 2B Group, yang "mungkin karsinogenik bagi manusia." Beberapa organisasi penelitian dan peraturan lainnya yang telah diklasifikasikan carbon black untuk carcinogenicity

meliputi: Konferensi Amerika Kesehatan Dalam Industri Pemerintahan (ACGIH) mengklasifikasikan carbon black sebagai A4, Tidak diklasifikasikan sebagai karsinogen manusia; Jerman Komisi MAK mengklasifikasikan carbon black sebagai tersangka kategori karsinogen 3B, The National Toxicology Program (NTP) belum terdaftar carbon black sebagai karsinogen, The Administrasi Keselamatan dan Kesehatan (OSHA) belum terdaftar carbon black sebagai karsinogen, Lembaga Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan (NIOSH) kriteria dokumen (1978) pada carbon black merekomendasikan hanya carbon black dengan polisiklik aromatik tingkat pencemaran hidrokarbon yang lebih besar dari 0,1% (1.000 bagian per juta) dianggap tersangka karsinogen, dan Kantor Kesehatan Lingkungan Hazard Assessment (OEHHA) dari California Environmental Protection Agency ditambahkan "carbon black (udara, partikel terikat ukuran terhirup)" (CAS No 1333-86-4) ke Proposition 65 daftar zat pada tanggal 21 Februari 2003. Daftar ini, dipicu oleh "badan otoritatif" mekanisme dalam Kode California Peraturan, hanya berdasarkan IARC tahun 1996 reklasifikasi carbon black sebagai karsinogen 2B Group.

Kekhawatiran telah diungkapkan tentang hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH atau kadang-kadang disebut sebagai aromatik polynuclear (PNA)) isi carbon black diproduksi. Dalam bentuk non-teradsorbsi, beberapa PAH telah ditemukan karsinogen pada hewan percobaan. Studi In-vitro menunjukkan bahwa PAH yang terkandung dalam carbon black tidak bioavailable. Produksi modern dan prosedur pengendalian mutu umumnya mampu mempertahankan tingkat PAH diekstrak menjadi kurang dari 0,1% (<1000 ppm) carbon black dengan PAH diatur sebagai karsinogen mewakili sebagian kecil dari extractables. Konten PAH diekstrak tergantung pada berbagai faktor, termasuk, namun tidak terbatas pada, proses manufaktur dan kemampuan prosedur analitis untuk mengidentifikasi dan mengukur diekstrak PAH. Pertanyaan khusus mengenai kandungan PAH harus ditujukan kepada pemasok carbon black Anda.

KebisaanStudi inhalasi jangka panjang, sampai dua tahun, telah mengakibatkan peradangan kronis, fibrosis paru, dan tumor paru-paru di beberapa tikus eksperimen terbuka ke konsentrasi yang berlebihan dari carbon black. Tumor belum diamati pada spesies hewan lain (misalnya, tikus dan hamster) di bawah kondisi penelitian serupa. Efek yang sama diamati ketika tikus telah terkena beberapa partikel debu larut buruk lainnya. Banyak peneliti melakukan studi inhalasi tikus percaya efek yang diamati akibat dari akumulasi besar partikel debu kecil di paru-paru tikus setelah terpapar konsentrasi yang berlebihan. Ini akumulasi membanjiri mekanisme pembersihan paru alami tikus dan menghasilkan sebuah fenomena yang digambarkan sebagai "overload paru-paru." Efek tidak dianggap sebagai hasil dari efek toksik tertentu dari partikel debu di paru-paru. Banyak ahli toksikologi inhalasi percaya respon tumor diamati dalam studi tikus tersebut di atas adalah spesies-spesifik dan tidak berkorelasi dengan eksposur manusia.

Exposure AssessmentManajemen kesehatan industri atau pekerjaan dari lingkungan kerja termasuk upaya-upaya untuk mengantisipasi dan mengidentifikasi kondisi potensial paparan, pengukuran eksposur, dan pelaksanaan kontrol yang tepat untuk mengurangi eksposur ke tingkat layak terendah. Pengalaman kebersihan industri dalam lingkungan manufaktur menunjukkan kegiatan dengan potensi terbesar untuk pajanan carbon black adalah yang berkaitan dengan penanganan secara manual (misalnya, tas menggorok, berat massal, persiapan sampel, dan persiapan batch yang kering). Operasi pemeliharaan juga harus hati-hati diamati dan dievaluasi untuk potensi eksposur. Setiap pengusaha

harus melakukan penilaian bahaya didasarkan pada pengetahuan tentang lingkungan kerja mereka sendiri

Aspek Lingkungan

Kebocoran atau TumpahanTumpahan harus segera dibersihkan untuk mencegah penyebaran carbon black. Debu kering adalah metode yang direkomendasikan untuk mengumpulkan tumpah carbon black. Jika cleaner portabel yang digunakan, perawatan harus dilakukan untuk memastikan bahwa filter dipertahankan. Sebuah sistem vakum sentral harus dipertimbangkan untuk rumah tangga rutin dan pembersihan kebocoran proses lokal. Para kolektor melayani vakum pusat harus berada di luar ruangan. Jika diperlukan untuk membersihkan tumpahan terpencil atau kecil dengan menyapu kering, perawatan harus dilakukan untuk tidak membubarkan carbon black ke udara. Carbon black tidak mudah dibasahi dan air dapat menyebabkan bahan tumpah untuk membubarkan, sehingga semprotan air dan pembasahan tidak dianjurkan untuk membersihkan. Haruskah metode ini digunakan, namun, hati-hati harus dilakukan sejak basah carbon black membuat permukaan berjalan sangat licin.

PembuanganCarbon black, dengan pengecualian terdispersi nilai karbon diolah secara kimia dan air hitam, adalah tepat dan paling sering dibuang di tempat pembuangan sampah. (Periksa dengan badan pengawas setempat atau pemasok carbon black Anda untuk kebutuhan saat ini pada pembuangan air dispersible nilai karbon diolah secara kimia dan hitam.) Carbon black adalah non-toksik dan tidak akan resapan atau melepaskan konstituen ke air tanah dari TPA. Carbon black memiliki luas permukaan yang sangat tinggi dan kapasitas serap yang kuat. Bahan organik yang datang dalam kontak dengan carbon black dapat terserap dan tidak mudah membebaskan setelahnya. Carbon black tidak biodegradable. Carbon black juga dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk kiln, atau dapat dibakar (waktu tinggal yang memadai dan kandungan oksigen perlu disediakan untuk memastikan bahwa pembakaran sempurna terjadi), karena memiliki sekitar nilai panas yang sama (BTU) per pon bubuk batubara dan akan terbakar sepenuhnya dengan emisi rendah dan hampir tidak ada abu sisa. Kedua alternatif disebutkan di atas adalah metode pembuangan yang sesuai lingkungan, dengan asumsi mereka sesuai dengan peraturan lokal nasional, negara bagian, provinsi dan. Perawatan harus selalu diambil dengan tindakan pembuangan untuk mengontrol emisi debu selama pick-up, transportasi dan selanjutnya menyimpan bahan limbah di lokasi penimbunan limbah atau selama kegiatan pembuangan lainnya.

Transportasi

Komersial carbon black tidak diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya oleh instansi berikut:

Canadian Transport of Dangerous Goods Regulations

European Transport of Dangerous Goods Regulations

International Air Transport Association (IATA)

United Nations (no UN number)

U.S. Department of Transportation

Pertanyaan spesifik mengenai klasifikasi transportasi harus dirujuk ke pemasok carbon black Anda.

Kegunaan Carbon black

Secara tradisional, carbon black telah digunakan sebagai agen penguat dalam ban. Sampai hari ini, karena sifat uniknya, penggunaan carbon black telah diperluas untuk mencakup pigmentasi, ultraviolet (UV) stabilisasi dan agen konduktif dalam berbagai produk kinerja tinggi sehari-hari dan khusus, termasuk:

• Ban dan Industri Karet Produk: Carbon black ditambahkan ke dalam karet baik sebagai pengisi dan sebagai penguat. Untuk berbagai jenis ban, digunakan dalam innerliners, bangkai, dinding samping dan telapak memanfaatkan berbagai jenis berdasarkan persyaratan kinerja tertentu. Carbon black juga digunakan dalam banyak produk industri karet dicetak dan diekstrusi, seperti ikat pinggang, selang, gasket, diafragma, perangkat isolasi getaran, ring, udara mata air, sasis bumper, dan beberapa jenis bantalan, sepatu, wiper blades, fasia, conveyor roda, dan grommets.• Plastik: kulit hitam karbon yang sekarang banyak digunakan untuk kemasan konduktif, film, serat, cetakan, pipa dan kabel senyawa semi-konduktif dalam produk seperti karung sampah, industri tas, wadah fotografi, film mulsa pertanian, stretch wrap, dan aplikasi molding termoplastik untuk otomotif, listrik / elektronik, peralatan rumah tangga dan wadah cetak-tiup.• Electrostatic Discharge (ESD) Senyawa: kulit hitam karbon secara hati-hati dirancang untuk mengubah karakteristik listrik dari isolasi ke konduktif dalam produk seperti kemasan elektronik, aplikasi keamanan, dan bagian otomotif.• High Performance Coatings: hitam Karbon menyediakan pigmentasi, konduktivitas, dan perlindungan UV untuk sejumlah aplikasi pelapisan termasuk otomotif (basecoats primer dan clearcoats), kelautan, dirgantara, dekoratif, kayu, dan industri coating.• toner dan Tinta Percetakan: hitam Karbon meningkatkan formulasi dan memberikan fleksibilitas yang luas dalam memenuhi persyaratan warna tertentu.