色素炭黑是由什么元素组成的?色素炭黑粒径大小取决于哪些因素?色素炭黑的原生粒子是由许多叠合层面所组成。在很大程度上,生产工艺决定其原生粒子的粒径大小。在炉法生产的炭黑中,因为生产工艺可调节的手段较多、自动化程度高,原生粒子粒径的变化范围最大:从10纳米到80纳米。原生粒子的平均粒径和粒径分布从根本上决定了色素炭黑的性能,特别是其黑度和着色力。
色素炭黑主要由碳元素组成,含碳量为90%~99%左右,色素炭黑中也含有少量的氧、氢、氮和硫等元素。这里所说的表面活性,对于酸性炭黑是指在炭黑粒子表面生成的含氧表面基团的多少,这些酸性表面基团主要为羧基、酚羟基、 醌基、内酯基等;对于碱性炭黑是指炭黑表面的碱性氧化物,它们影响着炭黑的理化性能,如润湿分散性,催化活性以及电化学性能。
色素炭黑原生粒子并非以纳米级单独的分离状态存在。它们通过物理作用形成聚熔体和聚集体。炉法色素炭黑的聚集程度可以通过工艺的变化来调整;而接触法色素炭黑的聚集程度因其开放式的工艺则很难调控。炭黑原始粒子的聚集程度通常被称为“结构”。高聚集度的炭黑被称为高结构炭黑,而低聚集度的炭黑则被称为低结构炭黑。