Korom

A korom széntartalmú vegyületek tökéletlen égésekor keletkező, fekete színű, por alakú, szilárd halmazállapotú anyag, aminek a fő alkotóeleme a szén. A széntartalom a korom minőségétől és a felhasználási módjától függően 80% és 99,5% között változik. A hétköznapi életben általában a tüzelőberendezések és a belső égésű motorok használata közben találkozunk vele, de például a gumiipar nagy mennyiségben használja, ezért a korom előállítása ipari méretekben is szükséges. Az ipari korom jellemzőit szabványban rögzített minőségi előírások szabályozzák.

Tulajdonságok

A koromnak az alkalmazási területétől függően változó tulajdonságai lehetnek, melyeket a gyártási eljárás módjának kiválasztásával és a gyártási paraméterek változtatásával be lehet állítani.

A korom kicsi, gömb alakú, úgynevezett elsődleges részecskékből áll, amiknek a mérete általában 10 és 300 nanométer közé esik. (Ez a méret több mint ezerszer kisebb egy hajszál átmérőjénél.) A méretük miatt ezeket a részecskéket nanorészecskéknek nevezzük.

Az elsődleges részecskék láncszerűen, néha összecsomósodva halmazokat alkotnak. Sok ilyen apró halmaz alkotja azt az elegyet, amit koromnak hívunk. A gyártási folyamat körülményeinek változtatásával mind az elsődleges részecskék, mind az ezekből keletkezett halmazok méretét változtatni lehet.

Ilyen kicsi méreteknél már nemcsak a kémiai összetétel, hanem a részecskék mérete és alakja is befolyásolja az elegy tulajdonságait. Ide tartozik annak a szerkezetnek a hatása, ahogyan a szénatomok a maradék szénhidrogén nagy molekuláival összekapcsolódnak. A nanoanyagok optikai, elektromos és mágneses tulajdonságai, sőt a keménység, a szilárdság vagy az olvadáspont is jelentősen eltérhet a nanoanyag alkotóelemeinek makroszkopikus méretekben tapasztalt tulajdonságaitól. A korom különleges tulajdonságai ezen alapulnak.

A korom részecskéinek fajlagos felülete 10 és 1000 m²/g között változik.

Egészségkárosító hatásai

Az ipari korom, amit megfelelő gyártási körülmények között állítanak elő, gyakorlatilag tiszta szénből áll, így egészségkárosító hatása nincs, vagy a szennyeződésektől függően minimális. Az a korom, ami mint nem kívánt égéstermék jelentkezik az égési folyamat során, például tüzeléskor, vagy belső égésű motor használatakor, már nem ártalmatlan. Viszonylag nagy fajlagos felületén az égési gázok egyes összetevői pirolízis során lecsapódnak vagy a nem tökéletes égés miatt szénhidrogén-származékok tapadnak rá. Az ilyen szennyezett korom rákkeltő hatását állatkísérletekkel bizonyították. A tökéletes égés égésterméke a szén-dioxid (CO₂). A korom a nem tökéletes égés folyamán keletkezik a szén-monoxiddal (CO) együtt. Ekkor többciklusos aromás szénhidrogének (arének) is keletkeznek, amik felelősek a rákkeltő hatásért. A régi fűtőberendezésekben a nem tökéletes égés után a gázok lehűlésekor a korom lecsapódik. A kémények belső fala ezért kormozódik. A korom kérdése újra és újra felmerül a közbeszédben is például a gépjárművek károsanyag-kibocsátásáról folytatott vitákban.

Előállítása

A korom fontos műszaki anyag, ami szénhidrogének nem tökéletes égetésével vagy pirolízisével nagy mennyiségben állítható elő.^[1] Az ipari korom gyártása napjainkban csúcstechnológiát igényel, amely alkalmazásával, az égési folyamatok vezérlése által, a kívánt jellemzőkkel bíró korom készül.

Az ipari korom előállításának legelterjedtebb módja az úgynevezett kemenceeljárás. Ez körülbelül az összes gyártókapacitás 95%-át teszi ki.^[2] Az eljárás során egy kemencében égő forró (1200-1800 °C-os) gázlángon földgázt vagy más szénhidrogén permetet fúvatnak át, amit azután vízpermettel lehűtenek. A korom szűrőkön, ciklonokon át a silókba kerül.

A kemenceeljárás mellett létezik még csatorna- és termikus eljárás is.

A korom mint töltőanyag

Az ipari korom 90%-át a gumiipar használja töltőanyagként, főleg gumiabroncsok és szállítószalag-hevederek gyártása során. A gumiabroncsok gyártásához körülbelül 40 féle korom készül, amik az abroncsok tulajdonságait befolyásolják. A korom fajtáinak minőségét általában az Amerikai Egyesült Államok ASTM jelű szabványa szerint adják meg. Természetesen léteznek nemzeti szabványok is. Mivel jelentős gyártókapacitás van a kelet-európai országokban (Oroszország, Ukrajna), ezért a GOST szabvány is használatos.

Megnevezés	Rövidítés	ASTM-szabvány szerinti jel	Megjegyzés
Super Abrasion Furnace	SAF	N 110	kopásálló
Intermediate S.A.F.	ISAF	N 220	korom a gördülő felület gyártásához
ISAF - Low Modulus	ISAF-LM	N 234	ISAF változat a jobb utánmunkáláshoz
Super Conductive Furnace	SCF	N 294	elektromos vezetőképességgel
High Abrasion Furnace	HAF	N 330
HAF - Low Structure	HAF-LS	N 326	kevert tulajdonságú gumikhoz
HAF - High Structure	HAF-HS	N 347	az N 220-hoz hasonló
Fine Furnace	FF	N 440	USA szabvány (Európában nem használatos)
Extra Conductive Furnace	XCF	N 472	már nem használt
FEF - Low Structure	FEF-LS	N 539
Fast Extrusion Furnace	FEF	N 550	felhasználása különböző profiloknál
FEF - High Structure	FEF-HS	N 568
High Modulus Furnace	HMF	N 601	USA szabvány (Európában nem használatos)
General Purpose Furnace	GPF	N 660	váz korom
SRF - Low Modulus, non staining	SRF-LM-NS	N 762	színezhető árukhoz
Semi Reinforcing Furnace	SRF	N 770
Multi Processing Furnace	MPF	N 785	ritkán használt
Fine Thermal	FT	N 880	USA szabvány (Európában nem használatos)
Medium Thermal	MT	N 990	forgalmazása megszűnt

Elektromosan vezető korom

A vezető kormot az elektromos készülékek gyártásánál használják műanyag, műgyanta vagy kerámia alapú alkatrészek töltőanyagaként. Itt az a szerepe, hogy az általában szigetelő közeget elektromos vezető tulajdonsággal ruházza fel. Általános követelmény az, hogy a fröccsöntési, öntési, alakíthatósági tulajdonságokat ne rontsa. Ezt az elsődleges szemcseméret és az ezekből képződő rögök méretének megválasztásával érik el. Ilyen koromból készített tintával nyomtatott áramköröket is készítenek. A rézfelületre kinyomtatott vonalakat galvanizálják, a szabadon maradt területről pedig lemaratják a felesleges rézbevonatot. Így kialakul a vezető hálózat.

Festőkorom

A kormot pigmentként is használják nyomtatótintáknál, festékeknél vagy műanyagok színezésekor. A festőkorom olyan finom nanorészecskéket tartalmaz, hogy a barna színárnyalatát elveszíti.

Jegyzetek

↑ Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 1219.
↑ Fritz Röthemeyer, Franz Sommer: Kautschuktechnologie, Carl Hanser Verlag München Wien, 2. Auflage, 2006, S. 246-247, ISBN 978-3-446-40480-9.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Russ című német Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[ABC_Chemie-1] Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 1219.

[Röthemeyer-2] Fritz Röthemeyer, Franz Sommer: Kautschuktechnologie, Carl Hanser Verlag München Wien, 2. Auflage, 2006, S. 246-247, ISBN 978-3-446-40480-9.

[1]

[2]