Caractéristiques
Utilisations [1]
Les noirs de carbone commerciaux sont vendus sous forme de poudre (agrégats liés entre eux pour former des agglomérats) ou de billes (agrégats comprimés).
Ils sont principalement utilisés :
- comme agent de renforcement dans les produits en caoutchouc (pneus, boyaux, câbles, courroies...) ;
- comme pigment noir :
- dans les encres (imprimerie, lithographie, typographie et photographie) ;
- les peintures, laques, vernis, enduits, plastiques, fibres, céramiques et émaux ;
- dans l’apprêtage du cuir ;
- dans la fabrication de batteries de piles sèches, d’électrodes, de balais de carbone, de conducteurs électriques, de blindage contre l’interférence électromagnétique, de produits en caoutchouc et en plastique conductibles et antistatiques, de vidéodisques et bandes vidéo.
Sources d'exposition [1]
Les expositions les plus importantes sont observées dans les secteurs professionnels en lien avec la production (emballeurs, agents de nettoyage...).
Ces expositions sont très variables dans les chaines de production et d'un site géographique à l'autre, toutefois les améliorations techniques ont permis de diminuer leur concentration dans l'atmosphère des lieux de travail;
Les niveaux d'exposition sont plus faibles chez les travailleurs utilisant des noirs de carbone (NC) dans la fabrication de matériaux en caoutchouc, encres et peintures (à l'exception de ceux qui manipulent de grandes quantités). L'inclusion des NC dans des matrices n'entrainent pas d'exposition significative.
Propriétés physiques [1-3]
Les noirs de carbone se présentent sous l’aspect de poudres inodores formées de carbone élémentaire (> 97 %). Ces poudres sont constituées de particules sphériques de très petite taille (de 10 à 500 nm) qui s’agglomèrent en agrégats (de 100 à 800 nm), chaînes de particules de carbone plus ou moins sphériques ayant fusionné au hasard pour créer une structure en branches. Des forces électriques peuvent maintenir ces agrégats entre eux pour former des agglomérats peu compacts (de 1 à 100 µm). Le noir de carbone commercial se présente sous forme d’agglomérats. Il peut également être transformé en granules (de 0,1 à 1 mm) afin d’en faciliter la manipulation et réduire la formation de poussières.
Les noirs de carbone contiennent de faibles quantités de sous-produits adsorbés à leur surface tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des dérivés nitrés et soufrés de HAP ainsi que des traces de composés inorganiques (calcium, fer, potassium, plomb, arsenic, chrome, sélénium).
Ils sont insolubles dans l’eau et les solvants organiques.
| Nom Substance | N° CAS | Etat Physique | Masse molaire | Point de fusion | Point d'ébullition | Densité |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Noir de carbone | 1333-86-4 |
Solide |
12 |
Environ 3550 °C |
4200 °C |
1,8 à 2,1 |
Propriétés tridimensionnelles des noirs de carbone [2] :
| Noir de carbone | Diamètre des particules primaires (nm) | Surface spécifique (m2/g) | Diamètre des agrégats (nm) |
| Noir de fourneau | 10 à 400 | 12 à 240 | 50 à 400 |
| Noir thermique | 120 à 500 | 6 à 15 | 400 à 600 |
| Noir d’acétylène | 30 à 50 | 15 à 70 | 350 à 400 |
| Noir de fumée | 60 à 200 | 15 à 25 | 300 à 600 |
| Noir au tunnel | 10 à 30 | 90 à 500 | 50 à 200 |
Propriétés chimiques [1-4]
Le noir de carbone peut réagir avec des oxydants forts comme les chlorates, les bromates, les nitrates. Lors de sa combustion, il se forme essentiellement du monoxyde et du dioxyde de carbone et, en quantité moindre, des oxydes de soufre et d’azote.