第136章 瀝青的優勢
穿越大明，從靖難之役開始 作者：庚午1990 投票推薦 加入書簽 留言反饋
如今有了溫度計，製作瀝青相較於當初的煤幹餾要簡單許多。隻需對煤焦油進行脫水和多次蒸餾即可，二狗和他的兩個學生對這些操作也較為熟悉。
想到還要製墨，王玨迴憶起煤焦油分流的工藝。煤焦油作為煤炭幹餾時生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠狀液體，是一種成分複雜的有機化合物混合物，含有上萬種成分，主要有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烴，以及酚類、吡啶堿類、瀝青質等。
與煤焦油中的其他餾分如輕油相比，輕油在高溫下反應過於劇烈，不易控製，且其成分更傾向於作為化工原料生產其他化學品，如用於合成塑料、橡膠助劑等。目前暫時無法運用，存放起來還有毒，隻能作為燃料焚燒。
而蒽油的沸點較高，在炭黑生產的熱解反應過程中能夠更好地控製反應進程，有利於生產出高質量的炭黑。蒽油主要成分是蒽、菲、哢唑等稠環芳烴，芳烴含量高，碳氫比高。在炭黑生產過程中，這些芳烴可通過高溫熱解反應，有效地生成炭黑的基本結構單元。
炭黑生產通常在高溫（1200 - 1800c左右）下使原料烴類發生熱裂解或不完全燃燒反應。蒽油在這種高溫環境下，分子中的碳 - 碳鍵和碳 - 氫鍵斷裂，碳原子重新排列形成炭黑的微晶結構。而且蒽油中的雜質相對較少，能保證炭黑產品的質量比較穩定，例如使炭黑的粒徑分布、結構度等性能指標符合生產要求。
炭黑用於製墨優勢明顯，黑度高，能使墨汁顏色純正。與傳統的植物炭或其他黑色顏料相比，炭黑的遮蓋力更強，書寫或繪畫時能更好地覆蓋紙張表麵，色彩穩定性好，不會因光照、氧化等因素輕易褪色。例如，在繪製水墨畫時，使用炭黑製成的墨汁能在宣紙上展現出濃淡相宜的黑色效果，層次分明，從濃墨重彩的潑墨部分到淡墨輕染的暈染部分都表現出色。
王玨雖不懂製墨，但他相信隻要能得到炭黑，再找來製墨匠人或與製作墨工坊達成合作，製作出優質的墨應該不難。真正困難的是蒽油熱裂解需要的溫度太高，遠遠超出了眼下溫度計的測量範圍，所以又得迴到靠經驗積累的方式。
不過隻要有想法，不斷堅持尋找，肯定能發現解決問題的辦法。而且王玨最想要得到的主要還是瀝青，其他的能弄出來最好，弄不出來直接當燃料處理也無妨，眼下也不可能一下子把煤焦油利用得那麽充分。
王玨知道以他們如今工坊的規模和生產效率，想要為大明的交通建設添磚加瓦甚至顛覆局麵完全不可能，但這東西一定要弄。隻要朱棣和朱高熾以及朝中大臣見識了它的好處，到時候就可以調動整個國家的力量來製作瀝青，勘探天然瀝青甚至石油。隻要這東西進入大明朝廷和百姓的視野，一定會有越來越多的人不斷發現它的新用途。
眼下王玨之前能想到的是在朱棣大力建造北京時向朝廷展示瀝青的價值，但在去過山東之後，親眼目睹了山東受災百姓的疾苦，王玨決定也可以試著讓陳壽在修建水利設施時用上瀝青。
瀝青是一種憎水性材料，對水有很強的排斥性。用於修築堤壩和水利設施時，能有效阻止水的滲透。例如在土壩的迎水麵鋪設瀝青防水層，水很難透過瀝青層進入壩體內部。這是因為瀝青的分子結構使其表麵張力較低，水分子難以附著和侵入，從而為堤壩提供了可靠的防水屏障，大大降低了因壩體滲漏而導致的安全風險。
同時，瀝青能很好地粘結各種不同的材料。在修築堤壩和水利設施時，可以將土、石料等材料牢固地粘結在一起。比如在堆石壩的縫隙填充中，使用瀝青作為粘結劑，可使石塊之間緊密結合，增強壩體的整體性和穩定性。這種粘結作用還能防止在水流衝擊或其他外力作用下，材料之間出現鬆動或分離的情況。
堤壩和水利設施在使用過程中，由於地基沉降、水位變化、溫度變化等因素，會產生一定的變形。瀝青具有良好的柔韌性和可塑性，能適應這些變形而不會輕易斷裂。以土石壩為例，當壩體因地基不均勻沉降而發生微小變形時，瀝青防水層可以隨之拉伸或壓縮，依然保持其防水功能。這種特性對於長期處於複雜環境下的水利設施尤為重要，可有效延長設施的使用壽命。
另外，瀝青在自然環境中有較好的抗老化性能。它能在較長時間內抵抗紫外線輻射、氧化作用等因素的影響。在水利設施中，例如灌溉渠道的襯砌使用瀝青，可在陽光下暴露多年而不會迅速老化失效。同時，瀝青對許多化學物質也有一定的耐受性，能抵抗水中化學物質的侵蝕，保證堤壩的結構完整性。
最關鍵的是，瀝青的施工方法多樣，如熱鋪法、冷鋪法等。在修築堤壩和水利設施時，可以根據具體情況選擇合適的施工方法。
熱鋪瀝青需要將瀝青加熱到流動狀態，然後均勻地鋪在需要處理的表麵，這種方法適用於大麵積的防水處理，如大壩的迎水麵護坡。
冷鋪瀝青則可以在常溫下施工，對於一些小型水利設施或者局部修補工作比較方便。而且瀝青材料的施工設備相對簡單，不需要特別複雜的大型機械，這也為施工帶來了便利，容易讓大明的百姓和工匠們接受這種新事物。
也就是說，隻要能在山東的水利建設中大量使用瀝青這種材料，不僅可以向百姓展示瀝青的絕佳效用，引起朝堂的重視，同時也幾乎可以一勞永逸地解決山東的水旱問題，從根本上減少蝗災發生的幾率，也可以免去陳壽之前所擔心的徭役過重的問題。
王玨越想越激動，於是馬不停蹄地開始書寫煤焦油的蒸餾工藝和注意事項，反複修稿和整理之後，才鄭重地交給二狗，並當麵向他和自己的兩個學生詳細講解。
其實也不是王玨偷懶，他自然是著急製作出瀝青，但與這相比更重要的是要培養出一批人。西山工坊如今已漸漸成為產業核心，以後自己還要以此為基礎發展更多的產業。隻靠他一個人，想要把腦子裏那麽多的想法實現，時間是真的不夠用。最起碼也要有一批能夠看懂和理解自己的想法，並為之不斷探索的夥伴。
當然了，王玨也不是真的放任不管，煤焦油這東西有太多有毒物質，自己還是要把好安全大關，可不能銷戶了什麽差錯，隻不過具體的操作過程王玨就不打算參與了。
想到還要製墨，王玨迴憶起煤焦油分流的工藝。煤焦油作為煤炭幹餾時生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠狀液體，是一種成分複雜的有機化合物混合物，含有上萬種成分，主要有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烴，以及酚類、吡啶堿類、瀝青質等。
與煤焦油中的其他餾分如輕油相比，輕油在高溫下反應過於劇烈，不易控製，且其成分更傾向於作為化工原料生產其他化學品，如用於合成塑料、橡膠助劑等。目前暫時無法運用，存放起來還有毒，隻能作為燃料焚燒。
而蒽油的沸點較高，在炭黑生產的熱解反應過程中能夠更好地控製反應進程，有利於生產出高質量的炭黑。蒽油主要成分是蒽、菲、哢唑等稠環芳烴，芳烴含量高，碳氫比高。在炭黑生產過程中，這些芳烴可通過高溫熱解反應，有效地生成炭黑的基本結構單元。
炭黑生產通常在高溫（1200 - 1800c左右）下使原料烴類發生熱裂解或不完全燃燒反應。蒽油在這種高溫環境下，分子中的碳 - 碳鍵和碳 - 氫鍵斷裂，碳原子重新排列形成炭黑的微晶結構。而且蒽油中的雜質相對較少，能保證炭黑產品的質量比較穩定，例如使炭黑的粒徑分布、結構度等性能指標符合生產要求。
炭黑用於製墨優勢明顯，黑度高，能使墨汁顏色純正。與傳統的植物炭或其他黑色顏料相比，炭黑的遮蓋力更強，書寫或繪畫時能更好地覆蓋紙張表麵，色彩穩定性好，不會因光照、氧化等因素輕易褪色。例如，在繪製水墨畫時，使用炭黑製成的墨汁能在宣紙上展現出濃淡相宜的黑色效果，層次分明，從濃墨重彩的潑墨部分到淡墨輕染的暈染部分都表現出色。
王玨雖不懂製墨，但他相信隻要能得到炭黑，再找來製墨匠人或與製作墨工坊達成合作，製作出優質的墨應該不難。真正困難的是蒽油熱裂解需要的溫度太高，遠遠超出了眼下溫度計的測量範圍，所以又得迴到靠經驗積累的方式。
不過隻要有想法，不斷堅持尋找，肯定能發現解決問題的辦法。而且王玨最想要得到的主要還是瀝青，其他的能弄出來最好，弄不出來直接當燃料處理也無妨，眼下也不可能一下子把煤焦油利用得那麽充分。
王玨知道以他們如今工坊的規模和生產效率，想要為大明的交通建設添磚加瓦甚至顛覆局麵完全不可能，但這東西一定要弄。隻要朱棣和朱高熾以及朝中大臣見識了它的好處，到時候就可以調動整個國家的力量來製作瀝青，勘探天然瀝青甚至石油。隻要這東西進入大明朝廷和百姓的視野，一定會有越來越多的人不斷發現它的新用途。
眼下王玨之前能想到的是在朱棣大力建造北京時向朝廷展示瀝青的價值，但在去過山東之後，親眼目睹了山東受災百姓的疾苦，王玨決定也可以試著讓陳壽在修建水利設施時用上瀝青。
瀝青是一種憎水性材料，對水有很強的排斥性。用於修築堤壩和水利設施時，能有效阻止水的滲透。例如在土壩的迎水麵鋪設瀝青防水層，水很難透過瀝青層進入壩體內部。這是因為瀝青的分子結構使其表麵張力較低，水分子難以附著和侵入，從而為堤壩提供了可靠的防水屏障，大大降低了因壩體滲漏而導致的安全風險。
同時，瀝青能很好地粘結各種不同的材料。在修築堤壩和水利設施時，可以將土、石料等材料牢固地粘結在一起。比如在堆石壩的縫隙填充中，使用瀝青作為粘結劑，可使石塊之間緊密結合，增強壩體的整體性和穩定性。這種粘結作用還能防止在水流衝擊或其他外力作用下，材料之間出現鬆動或分離的情況。
堤壩和水利設施在使用過程中，由於地基沉降、水位變化、溫度變化等因素，會產生一定的變形。瀝青具有良好的柔韌性和可塑性，能適應這些變形而不會輕易斷裂。以土石壩為例，當壩體因地基不均勻沉降而發生微小變形時，瀝青防水層可以隨之拉伸或壓縮，依然保持其防水功能。這種特性對於長期處於複雜環境下的水利設施尤為重要，可有效延長設施的使用壽命。
另外，瀝青在自然環境中有較好的抗老化性能。它能在較長時間內抵抗紫外線輻射、氧化作用等因素的影響。在水利設施中，例如灌溉渠道的襯砌使用瀝青，可在陽光下暴露多年而不會迅速老化失效。同時，瀝青對許多化學物質也有一定的耐受性，能抵抗水中化學物質的侵蝕，保證堤壩的結構完整性。
最關鍵的是，瀝青的施工方法多樣，如熱鋪法、冷鋪法等。在修築堤壩和水利設施時，可以根據具體情況選擇合適的施工方法。
熱鋪瀝青需要將瀝青加熱到流動狀態，然後均勻地鋪在需要處理的表麵，這種方法適用於大麵積的防水處理，如大壩的迎水麵護坡。
冷鋪瀝青則可以在常溫下施工，對於一些小型水利設施或者局部修補工作比較方便。而且瀝青材料的施工設備相對簡單，不需要特別複雜的大型機械，這也為施工帶來了便利，容易讓大明的百姓和工匠們接受這種新事物。
也就是說，隻要能在山東的水利建設中大量使用瀝青這種材料，不僅可以向百姓展示瀝青的絕佳效用，引起朝堂的重視，同時也幾乎可以一勞永逸地解決山東的水旱問題，從根本上減少蝗災發生的幾率，也可以免去陳壽之前所擔心的徭役過重的問題。
王玨越想越激動，於是馬不停蹄地開始書寫煤焦油的蒸餾工藝和注意事項，反複修稿和整理之後，才鄭重地交給二狗，並當麵向他和自己的兩個學生詳細講解。
其實也不是王玨偷懶，他自然是著急製作出瀝青，但與這相比更重要的是要培養出一批人。西山工坊如今已漸漸成為產業核心，以後自己還要以此為基礎發展更多的產業。隻靠他一個人，想要把腦子裏那麽多的想法實現，時間是真的不夠用。最起碼也要有一批能夠看懂和理解自己的想法，並為之不斷探索的夥伴。
當然了，王玨也不是真的放任不管，煤焦油這東西有太多有毒物質，自己還是要把好安全大關，可不能銷戶了什麽差錯，隻不過具體的操作過程王玨就不打算參與了。