碳黑的基本介绍及结构特征
碳黑(carbon black,又名炭黑),是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末,比表面积非常大,范围从10-3000m2/g,是有机物(天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1 由天然气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”、“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料,用于制造中国墨、油墨、油漆等,也用于做橡胶的补强剂。
炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构炭黑。目前常用吸油值表示结构性,吸油值越大,炭黑结构性越高,容易形成空间网络通道,而且不易破坏。高结构炭黑颗粒细,网状链堆积紧密,比表面积大,单位质量颗粒多,有利于在聚合物中形成链式导电结构,其中在众多炭黑品种中以乙炔炭黑为高等品。粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性,并用统计方法解释这个现象。粒径分布宽的炭黑,少数大直径粒子需要数目巨大,直径更小的粒子给予补偿,相同平均粒径分布宽的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子总数。
导电炭黑的生产条件
炭黑填充到高分子材料中,受加工材料影响,造成炭黑的分散状态和结构破坏程度不同,致使其导电性出现很大的差异。因此,炭黑在高分子材料的分散过程应避免分散不足或分散过度,已到达良好分散状态。对导电性影响由大到小顺序为:注射成型、挤出成型、压延成型、加压成型。加压硫化、延长硫化时间会使电阻率较低。
导电炭黑的介绍及性能
导电炭黑 conductive carbonblack是 具有低电阻或高电阻性能的炭黑。可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小,比表面积大且粗糙,结构高,表面洁净(化合物少)等。
1. 吸油值,即炭黑的结构,高结构的炭黑导电性能好。
2. 灰分、杂质、筛余物等非碳物,减小非碳物的含量,相对增加炭黑在胶料中的含量。
3. 粒径小,一般为20-40nm,一般导电炭黑的粒径都集中在这个区域。
4. 挥发份低,表面含氧基团少,表现是炭黑呈中性。
5. 溶剂抽出物低,不易形成绝缘层。
6. 高吸碘。
7. 分散要好,炭黑分散均匀对炭黑有效成分增加有直接关系。
8. 加热后处理炭黑更好。
9. 尽可能的多加量(在成本和不影响胶料性能的情况下)。
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