ЗЕРНИСТЫЙ УГЛЕРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, ПОЛУЧАЕМЫЙ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО СЫРЬЯ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

1. Зернистый углеродный материал, который может быть получен из возобновляемого сырья, в частности, из лигносодержащей биомассы, характеризуемый:
14
- содержанием C, которое соответствует содержанию в возобновляемом сырье, предпочтительно более 0,20 Бк/г углерода, особенно предпочтительно более 0,23 Бк/г углерода, но предпочтительно в любом случае меньше 0,45 Бк/г углерода;
- содержанием углерода в расчете на беззольное сухое вещество от 60 мас.% до 80 мас.%, предпочтительно от 65 мас.% до 75 мас.%;
2
2
2
2
- STSA-поверхностью от по меньшей мере 5 м/г и до максимум 200 м/г, предпочтительно от 8 м/г до 100 м/г; и
- коэффициентом маслопоглощения (OAN) от 50 мл/100г до 150 мл/100г.
2. Зернистый углеродный материал по п. 1, отличающийся тем, что его поверхность по БЭТ отличается от его STSA-поверхности не более чем на 20%.
3. Зернистый углеродный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что 15%-ная суспензия зернистого углеродного материала в дистиллированной воде имеет электропроводность менее 5 мСм/см, предпочтительно менее 3 мСм/см и особенно предпочтительно менее 2 мСм/см.
4. Зернистый углеродный материал по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что 15%-ная суспензия зернистого углеродного материала в дистиллированной воде имеет значение pH >6, предпочтительно >7.
5. Зернистый углеродный материал по одному из предыдущих пунктов, отличающийся отношением сигналов D/G в спектре комбинационного рассеяния от 0,20 до 0,90, предпочтительно от 0,40 до 0,75.
6. Зернистый углеродный материал по одному из предыдущих пунктов, отличающийся низкой растворимостью в щелочном растворе.
2
2
7. Зернистый углеродный материал по одному из предыдущих пунктов, отличающийся STSA-поверхностью от 8 м/г до 100 м/г.
8. Зернистый углеродный материал по одному из предыдущих пунктов, отличающийся значением D90 гранулометрического Q3-распределения менее 30 мкм, предпочтительно менее 20 мкм.
9. Способ получения зернистого углеродного материала по одному из предыдущих пунктов путем многоступенчатого, в частности, четырехступенчатого процесса гидротермальной обработки, в частности, гидротермальной карбонизации возобновляемого сырья, в частности, возобновляемого сырья с долей лигнина Класона более 80%, в соответствии с которым
- на первом этапе готовят содержащую возобновляемое сырье жидкость,
- которую на втором этапе подвергают гидротермальной обработке при температуре от 150°C до 250°C,
- на третьем этапе твердое вещество, полученное в результате гидротермальной обработки, в основном отделяют от жидкости, и
- на четвертом этапе остаточное влагосодержание твердого вещества по существу удаляют сушкой, получая в результате зернистый углеродный материал,
отличающийся тем, что STSA-поверхность и параметр OAN зернистого углеродного материала, полученного на четвертом этапе, регулируют путем взаимного согласования
- концентрации органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье,
- значения pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье,
- концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье,
- температуры гидротермальной обработки и
- времени пребывания на гидротермальной обработке
2
2
и в результате устанавливают STSA-поверхность от по меньшей мере 5 м/г и до максимум 200 м/г и параметр OAN от по меньшей мере 50 мл/100г и до максимум 150 мл/100г.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что возобновляемое сырье на первом этапе полностью растворяют в жидкости, содержащей возобновляемое сырье.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что возобновляемое сырье на первом этапе не полностью растворяют в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, но при этом
- концентрацию органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье,
- значение pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье, и
- концентрацию неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье,
устанавливают так, чтобы возобновляемое сырье из-за повышения температуры во время гидротермальной обработки на втором этапе сначала полностью растворилось, перед тем как на втором этапе образуется твердое вещество, отделяемое на третьем этапе.
12. Способ по п. 9, 10 или 11, отличающийся тем, что способ осуществляют в непрерывном режиме, причем технологические условия гидротермальной обработки на втором этапе сохраняют постоянными, а на первом этапе осуществляют непрерывное регулирование значения pH и проводимости жидкости, содержащей возобновляемое сырье.
2
2
13. Способ по п. 9, 10 или 11 и 12, отличающийся тем, что температуру и время пребывания на втором этапе устанавливают таким образом, что для достижения STSA-поверхности от 5 м/г до 200 м/г и значения OAN от 50 мл/100г до 150мл/100г
- требуется немного более высокая концентрация неорганических ионов, чем получается сначала после установки содержания органических сухих веществ возобновляемого сырья в содержащей его жидкости и установки значения pH,
- затем предпринимают дальнейшее повышение концентрации неорганических ионов путем добавления солей до тех пор, пока не будет достигнута измеряемая через проводимость концентрация неорганических ионов, подходящая для условий процесса на втором этапе.
14. Способ по п. 9, 10 или 11 и 12-13, отличающийся тем, что установку концентрации органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, значения pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье, и/или концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, осуществляют на первом этапе.
15. Способ по п. 9, 10 или 11 и 12-13, отличающийся тем, что установку концентрации органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, значения pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье, и/или концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, осуществляют на первом этапе и на втором этапе.
16. Способ по п. 9, 10 или 11 и 12-13, отличающийся тем, что установку концентрации органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, значения pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье, и/или концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, осуществляют на втором этапе.
17. Способ по п. 15 или 16, отличающийся тем, что возобновляемое сырье в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, на первом этапе полностью растворяют, и образование желаемых тонкодисперсных частиц во время гидротермальной обработки на втором этапе происходит не только благодаря желаемым технологическим условиям, но также благодаря повышению концентрации органического сухого вещества возобновляемого сырья в жидкости, содержащей возобновляемое сырье, снижению значения pH жидкости, содержащей возобновляемое сырье, или повышению концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей возобновляемое сырье.
18. Способ по п. 9, 10 или 11 и 12-13, 14 или 15, или 16 и 17, отличающийся тем, что после завершения образования желаемых тонкодисперсных частиц на втором этапе осуществляют снижение концентрации органического сухого вещества в жидкости, содержащей зернистый углеродный материал, повышение значения pH жидкости, содержащей зернистый углеродный материал, или снижение концентрации неорганических ионов в жидкости, содержащей зернистый углеродный материал.
19. Применение зернистого углеродного материала по п. 1 в полимерных смесях.
20. Полимерная смесь, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один зернистый углеродный материал по одному из пп. 1-8 и по меньшей мере один полимер.
21. Резиновая смесь, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один зернистый углеродный материал по одному из пп. 1-8, по меньшей мере один каучук и по меньшей мере один связующий реагент.
22. Пластическая масса, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один зернистый углеродный материал по одному из пп. 1-8, по меньшей мере одну пластмассу и по меньшей мере один промотор адгезии.
23. Резиновая смесь, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один зернистый углеродный материал по одному из пп. 1-8, по меньшей мере один каучук и по меньшей мере один реагент, который маскирует функциональные группы углеродного материала.
24. Резиновая смесь, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один зернистый углеродный материал по одному из пп. 1-8, а также по меньшей мере два типа эластомеров, причем зернистый углеродный материал перед соединением эластомеров сначала отдельно вводят в по меньшей мере один из этих типов эластомеров.