1? 引? 言
ISO8402《質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的術(shù)語(yǔ)》定義 質(zhì)量為“反映實(shí)體滿足明確和隱含需要的能力的 特性總和”。質(zhì)量是影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的 重要因素，政府部門(mén)歷來(lái)高度重視，如 1996 年國(guó) 務(wù)院發(fā)布的《質(zhì)量振興綱要》，2017年中共中央、 國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展質(zhì)量提升行動(dòng)的指導(dǎo)意 見(jiàn)》，2018年修訂的《產(chǎn)品質(zhì)量法》等。本文所述 炭黑質(zhì)量主要指炭黑的各項(xiàng)理化指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)的要求。
炭黑是烴類化合物經(jīng)不完全燃燒或熱裂解生 成的，主要由碳元素組成，以近似于球體的膠體粒 子及具膠體大小的聚集體形式存在的物質(zhì)。它作 為填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)用于輪胎、橡膠制品等領(lǐng)域， 提升橡膠產(chǎn)品的耐磨、耐老化、耐高溫等性能，也 作為黑色顏料時(shí)用于油漆、油墨、塑料等領(lǐng)域，還 廣泛應(yīng)用于電池、塑料、冶金等行業(yè)。
炭黑的質(zhì)量主要由基礎(chǔ)理化性能和應(yīng)用性能 組成?；A(chǔ)理化性能包括結(jié)構(gòu)、粒徑與粒徑分布、 比表面積、表面化學(xué)活性、PAHS、45μm 篩余物 等，應(yīng)用性能包括定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng) 率、硬度、耐磨性、導(dǎo)電性、黑度、色相、分散性 等。炭黑質(zhì)量?jī)?yōu)劣由多種因素共同影響的結(jié)果， 如原料油品質(zhì)、生產(chǎn)裝備水平、生產(chǎn)工藝、工藝條 件的控制、檢測(cè)及質(zhì)量管理水平等等。
我國(guó)橡膠用炭黑占炭黑總產(chǎn)量的 92% 左右， 其主要性能由 GB/T 3778《橡膠用炭黑》規(guī)定?；A(chǔ)理化性能多由炭黑生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行控制，使用單 位作驗(yàn)證性檢驗(yàn);應(yīng)用性能多由使用單位提出要 求，炭黑企業(yè)配合作一些性能調(diào)整，仍不能滿足要 求，直接導(dǎo)致新產(chǎn)品研發(fā)。
2? 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
2.1? 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)版本的變化
炭黑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是控制炭黑產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)， 橡膠用炭黑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了多次修訂變更，形成 了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T3778-2011《橡膠用炭黑》，歷次 標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況如下：
※ 1978年化學(xué)工業(yè)部發(fā)布了第一個(gè)橡膠用炭 黑標(biāo)準(zhǔn) HG 4-48-78《橡膠用炭黑》。
※ 1983 年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局將 HG 4-48-78 升級(jí)為 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布為GB 3778.1-83《橡膠用炭黑的技 術(shù)條件(第一部分)》。
※ 1985 年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布了 GB 3778.2-85 《橡膠用炭黑的技術(shù)條件(第二部分)》。
※ 1989年將GB 3778.1-83與GB 3778.2-85進(jìn) 行整合，修訂并發(fā)布了 GB 3778-89《橡膠用炭黑 技術(shù)條件》。
※ 1994年將GB 3778-89《橡膠用炭黑技術(shù)條 件》與GB 3779-89《炭黑包裝、貯運(yùn)、采樣及驗(yàn)收 方法》進(jìn)行整合，修訂并發(fā)布了GB 3778-94《橡膠 用炭黑》。
※ 2003 年對(duì) GB 3778-94《橡膠用炭黑》進(jìn)行 了修訂，發(fā)布了 GB 3778-2003《橡膠用炭黑》。
※ 2011 年將 GB 3778-2003《橡膠用炭黑》與 GB/T 3777-1996《橡膠用炭黑標(biāo)準(zhǔn)分類命名系統(tǒng)》 整合，修訂并發(fā)布了 GB 3778-2011《橡膠用炭 黑》。
※ 2017年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)對(duì)一些強(qiáng)制性國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整合精簡(jiǎn)并調(diào)整為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， GB 3778-2011 調(diào)整為 GB/T 3778 - 2011。
2.2? 技術(shù)內(nèi)容的演變
橡膠用炭黑技術(shù)指標(biāo)經(jīng)過(guò)三十多年的演變發(fā) 生了較大變化，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
2.2.1 品種命名變化
HG 4-48-78、GB 3778.1-83 和 GB 3778.2-85 均采用習(xí)慣命名，見(jiàn)表1。從GB 3778-89《橡膠用 炭黑技術(shù)條件》開(kāi)始，品種命名采用了系統(tǒng)命名， 科學(xué)、規(guī)范地解決了炭黑用途增加帶來(lái)的命名難 題，炭黑品種數(shù)量從最初的11種大幅增加到30種。 現(xiàn)行 GB/T 3778-2011 達(dá)到 46 種，見(jiàn)表 2。
2.2.2 項(xiàng)目的變化
隨著炭黑工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)炭黑性能的評(píng) 價(jià)發(fā)生了較大變化，特別是建立并完善新檢測(cè)方 法，逐步淘汰一些項(xiàng)目，同時(shí)又增加一些更適用有 效的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
※ GB 3778.1-83 和 GB 3778.2-85 刪除了 HG 4-48-78中的平均粒徑、二苯胍吸著率、丙酮抽出 物、磨耗體積4項(xiàng)，增加CTAB、壓縮試樣吸油值、 著色強(qiáng)度 3 項(xiàng)。在指標(biāo)名稱(如水分改為加熱減 量)、單位(MPa改為kgf/cm2 )等方面也進(jìn)行了適 當(dāng)調(diào)整。
※ GB 3778-89將GB 3778.1-83和GB 3778.2- 85整合為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，增加了氮吸附比表面積、325 目篩余物、35目篩余物。在單位改動(dòng)較大，如吸碘 值的 mg/g 改為 g/kg，DBP 吸收值的 ml/g 改為 cm3 / 100g、橡膠物理性能的 kgf/cm2 改為 MPa。
※ GB 3778-94 沿襲了 GB 3778-89 的項(xiàng)目， 但單位變化較大，如 DBP 吸收值的 cm3 /100g改為10-5m3 /kg、CTAB 法比表面積和氮吸附比表面積的 m2 /g改為103 m2 /kg，篩余物項(xiàng)目的名稱發(fā)生變化， 325 目、100 目、35 目分別改為 45μm、150μm、 500μm。
※ GB 3778-2003 刪 除 了 GB 3778-94 的 150μm 篩余物、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率，同時(shí)增 加了傾注密度、細(xì)粉含量、STSA 三個(gè)指標(biāo);減少 了分級(jí)要求，從合格、一等品、優(yōu)級(jí)品三個(gè)等級(jí)調(diào)整為合格級(jí)、優(yōu)級(jí)兩個(gè)等級(jí)。
※ GB/T3778-2011 沿襲了 GB 3778-2003 的項(xiàng) 目，取消了分級(jí)，篩余物的單位由%改為“mg/kg”。
2.2.3 指標(biāo)變化
隨著生產(chǎn)工藝的不斷革新，炭黑產(chǎn)品質(zhì)量也 得到較大提高，指標(biāo)值也隨之發(fā)生較大改變。以 系統(tǒng)命名后的 N220 炭黑(中超耐磨炭黑)、N660 炭黑(通用炭黑)為例進(jìn)行分析，見(jiàn)表 3、表 4。
從表 3、表 4 可以看出，炭黑產(chǎn)品主要性能指 標(biāo)范圍逐步收窄，向目標(biāo)值靠近，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo) 企業(yè)向更高質(zhì)量推進(jìn)的作用。
3? 質(zhì)量監(jiān)督
根據(jù)國(guó)務(wù)院(81)國(guó)發(fā)136號(hào)文，1981年在原化 工部炭黑工業(yè)設(shè)計(jì)研究所成立了化工部炭黑質(zhì)量 監(jiān)督檢驗(yàn)中心;根據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局技監(jiān)局監(jiān)發(fā) (1992)395 號(hào)文件要求，1992 年又組建了國(guó)家炭 黑質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，全面開(kāi)啟我國(guó)炭黑產(chǎn)品質(zhì) 量監(jiān)督管理工作，先后采取了國(guó)家抽查、國(guó)家統(tǒng) 檢、普查、評(píng)優(yōu)等多種監(jiān)督方式。
※ 國(guó)家抽查：分別于1984~1988、1991~1994、 1996、2000~2001 年共實(shí)施了 12 次。
※ 國(guó)家統(tǒng)檢：1995、1998 年實(shí)施了 2 次。
※ 普查：分別于1982、1985、1987、1989~1993、 1996、1997、1999、2002~2007、2009~2019年共開(kāi) 展了 28 次。
※ 評(píng)優(yōu)：1981、1982、1984、1989、1991年開(kāi) 展 5 次各類炭黑評(píng)優(yōu)檢測(cè)工作。
綜合來(lái)看，2000 年前國(guó)家對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督較 多，有時(shí)同一年內(nèi)既有抽查又有普查還有評(píng)優(yōu)工 作，對(duì)我國(guó)炭黑產(chǎn)品質(zhì)量快速提高起到了重要作 用。2000 年后，在國(guó)家建立市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的大背 景下，對(duì)一些工業(yè)產(chǎn)品不再納入國(guó)家監(jiān)督檢查范 疇，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督主要交給了市場(chǎng)，同時(shí)保留國(guó)家 炭黑質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，主要承擔(dān)第三方委托檢 驗(yàn)和檢驗(yàn)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)任務(wù)，炭黑行業(yè)整體產(chǎn)品 質(zhì)量信息主要通過(guò)質(zhì)量普查方式得到，企業(yè)本著 “自愿原則”參與普查，更好地調(diào)動(dòng)了企業(yè)質(zhì)量控 制的主動(dòng)性，對(duì)監(jiān)督行業(yè)炭黑產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品 質(zhì)量弱點(diǎn)、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和提高整體質(zhì)量水 平起到了積極作用。
4? 質(zhì)量總體狀況
我國(guó)炭黑行業(yè)經(jīng)幾十年的發(fā)展，炭黑產(chǎn)品質(zhì) 量也發(fā)生很大的變化，多年的質(zhì)量監(jiān)督結(jié)果給出 明確的答案，筆者整理了多年來(lái)質(zhì)量普查、抽查、 統(tǒng)檢的結(jié)果，見(jiàn)表 5，趨勢(shì)圖見(jiàn)圖 1。
圖1表明，我國(guó)炭黑質(zhì)量狀況呈逐年振蕩上行 態(tài)勢(shì)，目前已達(dá)到最佳質(zhì)量區(qū)間。
分區(qū)間分析合格率統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表 6 和圖 2。結(jié)果 顯示大于和小于 80% 各占一半，不過(guò)合格率小于 80%大部分發(fā)生在較早年份，進(jìn)一步反映出我國(guó)炭 黑質(zhì)量狀況明顯改善的事實(shí)。
5? 質(zhì)量總體評(píng)價(jià)
通過(guò)對(duì)炭黑產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行的長(zhǎng)期監(jiān)督檢查， 炭黑產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量狀況發(fā)生了重大變化，表7列 出了部分年代監(jiān)督檢查不合格項(xiàng)目，表中反映出 了以下幾個(gè)特點(diǎn)：
※ 不合格項(xiàng)目總數(shù)大幅減少;
※ 主要性能項(xiàng)目不合格減少;
※ 次要項(xiàng)目不合格逐漸消失。
2010年以前炭黑質(zhì)量狀況較差，主要性能(如 吸碘值、吸油值、著色強(qiáng)度等)有不合格現(xiàn)象，主 要原因是工藝水平不高，原料油質(zhì)量不好;次要性能(如雜質(zhì)、篩余物)存在大量不合格，主要原因 是生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量差、管理水平較低。
2010年以后炭黑質(zhì)量已達(dá)較高水平，偶有不合 格現(xiàn)象屬于管理不善所致，主要原因是隨著我國(guó)綜 合國(guó)力的大幅提升，各行業(yè)的制造水平有了明顯進(jìn) 步，對(duì)炭黑行業(yè)有顯著促進(jìn)作用，如生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量 改善、原料油品質(zhì)提升、先進(jìn)的工藝技術(shù)、檢測(cè)設(shè) 備/方法更新?lián)Q代、管理水平的持續(xù)提高等等。
我國(guó)目前的炭黑產(chǎn)能和產(chǎn)量均成為世界第 一，成為了炭黑制造大國(guó)，但離炭黑強(qiáng)國(guó)還有不小 的距離，特別是炭黑品質(zhì)還不夠穩(wěn)定，特品炭黑還 不能滿足特殊行業(yè)的需求等。
6? 結(jié)? 語(yǔ)
經(jīng)過(guò)炭黑工作者幾十年不懈努力，我國(guó)炭黑 產(chǎn)業(yè)已取得輝煌的成就，炭黑產(chǎn)品合格率從僅有 25% 的提高到 95% 以上，為市場(chǎng)提供大量?jī)r(jià)廉物 美的產(chǎn)品，為汽車(chē)等國(guó)民支柱產(chǎn)業(yè)的快速崛起提 供了強(qiáng)有力的支撐。假以時(shí)日，我國(guó)炭黑品質(zhì)穩(wěn) 定性不好及特品不特的現(xiàn)象一定能得到最終解 決，進(jìn)一步成為炭黑強(qiáng)國(guó)。
參考文獻(xiàn)
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