炭黑技术天地

橡胶用导电炭黑-导电剂材料区分[2018-10-13]

绝大多数橡胶材料是电绝缘体。如果用橡胶材料制造导电制品,除了在橡胶分子链中引人导电性官能团外,另一种简便方法就是在胶料中加入导电剂,即导电填料或金属填料。它在橡胶中分布形成链状和网状通路而产生导电作用。导电橡胶最近发展很快,已受到国内外研究者高度重视。常用的导电剂有炭黑、石墨粉、金属粉及导电纤维等。炭黑的粒径和结构性对橡胶的导电性影响较大,是主要的导电剂。
1.导电炉黑

主要品种有N293、N294、N472。N293和N294的粒径细,结构性高,表面活性大,补强性能好。N472具有极高的表面积和结构,BET表面积为20m2/g,DBP吸油值达到1.78cm3/g,在胶料中的导电性能比N293、N294、乙炔和炭黑都高,但补强性不及N293和N94好。补强和导电性能居中的N294目前已被淘汰。导电炭黑混炼时生热高,应防止焦烧。

2.乙炔炭黑
它是一种中等粒径(30~40nm)、结构性最高(DBP吸油值3.0~3.5cm3/g)、挥发分和灰分极低的炭黑,故导电性和导热性很好,具有中等水平的补强性。硫化胶的体积电阻率达10~1002·cm左右。但胶料生热高。常用量在40~50份之间。
3.石墨粉
它的外观为滑腻黑色鳞片状、有光泽的粉末相对密度为2.2。要求石墨的含炭量在90%以上。常用的是鳞片状石墨和胶体石墨。石墨呈弱碱性,化学性质稳定,导电性强,可使硫化胶的体积电阻率低于102·cm。但石墨粉与橡胶的结合能力差,在混炼时不易吃料,使胶料变硬脱辊。因此,常与导电炭黑并用。另外,含石墨的硫化胶经多次弯曲后导电性下降。
4.金属粉
金属是电的良导体,在橡胶中加入金属粉末,也可使橡胶导电。常用的有铁粉、铜粉、铝粉等。虽然金属粉与橡胶的结合性能不是很好,在橡胶中分散困难,铜和铁还会加速橡胶制品老化,增加制的质量,但由于其导电性能好,仍有使用。
5.导电纤维
如在胶料中加入碳纤维、石墨纤维、金属晶须、金属纤维等也可使橡胶导电。应用时一般与导电性填料一起使用。碳纤维和石墨纤维导电系数和导热系数高,耐高温性好,但价格昂贵,大大限制了其应用范围。

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