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理论上,色素炭黑,导电炭黑的粒径越小,单位体积中的粒子数越多,有利于提高导电性,这在橡胶用导电制品中是正常的,但在用于导电塑料制品时,若炭黑粒子过小,因塑料塑化后剪切力小,故分散性差,炭黑以大量的小团块存在于基料中,使导电塑料制品的力学性能降低,失去实用价值。所以炭黑粒径虽然能够影响到导电性能,但也看要炭黑应用在什么样的产品中,进行选择。
炭黑表面的挥发分主要是由一些有机基团和未能完全裂解的油膜结成,形成一层绝缘层,增加了炭黑粒子之间的势垒,严重影响导电性,必须将挥发分控制在较低限度内。
导电炭黑的导电性主要是由炭黑中碳粒子之间距离的远近和数量的多少决定的,好比金属导电一样,越粗的金属电线,导电性越好。
影响导电炭黑性能的因素:
1. 炭黑的吸油值,即结构,选择高结构的炭黑导电性能好。
2. 非碳物的含量要比较少,相对炭黑在胶料中的含量比较高。
3. 粒径较小,普通约20-40nm,大部分导电炭黑的粒径都在这个范围内。
4. 挥发份低,表面含氧基团少,表现在炭黑呈中性。
5. 溶剂抽出物质低,很难形成绝缘层。
6. 高吸碘,空壳炭黑较好。
7. 分散要好,导电碳黑分散均匀对炭黑有 效成分增加有直接关系。
8. 导电碳黑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)。
在橡胶制品中,配合一定数量的炭黑可起到补偿和填充作用来改善橡胶制品的性能称橡胶用炭黑。它占炭黑总量的95%左右。在橡胶工业中,为了表示炭黑对橡胶的补果和在轮胎上的应用部位,也习惯把炭黑分成硬质炭黑和软质炭黑两大类。前者对橡胶用良好的补强作用,后者补强作用差,在很大程度上填充作用。油炉法炭黑的大部分(超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑,细粒子炭黑)属于硬质炭黑;小部分油炉法炭黑(快压出炉炭黑,通用炭黑、半补强炉黑)、气炉黑和热烈炭黑属于软质炭黑。