炭黑技术天地

炭黑是什么?炭黑的形貌[2021-05-07]

炭黑是无定形碳。它是轻,松,细黑色粉末。它的表面积很大,从10到3000m2/g不等。这是在空气不足的情况下燃烧或热分解的产物。比重为1.8-2.1。用天然气制成的称为“气黑”,用石油制成的称为“灯黑”,用乙炔制成的称为“乙炔黑”。此外,还有“槽黑”和炉法生产的炉黑。根据炭黑的性能可分为增强炭黑、导电炭黑、耐磨炭黑等[8]

(1)炭黑的形貌

炭黑的微观结构:炭黑颗粒在微观结构中具有细小的晶体结构。在炭黑中,碳原子的排列与石墨非常相似。碳原子会形成一个六角形的平面形状,每个微晶体的炭黑原子都由三四个这样的层组成,在平面上,炭黑的排列是规则的,但是在相邻的碳层上,炭黑的排列是无序的。因此又称为准石墨晶体

炭黑的粒径:炭黑的粒径范围很大,不同的炭黑生产工艺方法得到的炭黑粒径不同。本工艺生产的产品比较粗糙,而本工艺生产的炭黑粒径相对较小,相对较细。炉黑生产的炭黑粒径分布范围广,几乎全部粒径。即使炭黑的生产工艺相同,其粒径也不完全相同,而是呈现出一系列的粒径分布。一般来说,炭黑颗粒较细的品种粒径分布范围较窄;

(2)化学性质:炭黑表面的化学性质与生产工艺有关。炭黑生产工艺不同,炭黑表面的化学性质也不同。炭黑的实际比表面积与计算的几何比表面积不同,因为炭黑表面有许多小孔,大大增加了炭黑的比表面积。炭黑表面含有多种含氧基团。根据这一理论研究,随着炭黑含量的增加,炭黑颗粒的密度会增加,炭黑颗粒之间接触的概率也会增加。这样,聚合物的导电性也会增加。由于炭黑表面的许多含氧基团都是极性基团,随着炭黑含量的增加,聚合物的极性也会增加,从而导致聚合物导电性的下降。然而,导电粒子炭黑的聚集受到阻碍,导致聚合物的导电性降低。

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