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炭黑（是什么，特性）
Release Time：2021-07-08炭黑是什么？
什么是炭黑？使我們每天使用的許多產品更堅固、顏色更深、使用壽命更長的重要組成部分，純形式的炭黑是一種精細的黑色粉末，主要由元素碳組成。它是通過在受控工藝條件下在高溫下部分燃燒和熱解低價值殘油而生產的。炭黑主要用于增強輪胎中的橡膠，但也可在各種橡膠、塑料、油墨和涂料應用中用作顏料、紫外線穩定劑和導電或絕緣劑。除輪胎外，炭黑的其他日常用途包括軟管、傳送帶、塑料、印刷油墨和汽車涂料。
炭黑特性
炭黑的基本特性決定了應用性能。這些包括：
1.粒徑
通過電子顯微鏡測量，這是對橡膠特性以及特種炭黑的顏色特性有顯著影響的基本特性。對于特種炭黑，較小的粒徑會產生較高的表面積和著色強度。高表面積通常與更大的黑度、更高的導電性、更好的耐候性和更高的粘度有關，但需要增加分散能量。對于橡膠，更細的顆粒會增加補強、增加耐磨性和提高拉伸強度。然而，為了分散更細的粒度，需要增加混合時間和能量。對于爐黑，典型的粒徑范圍從大約 8 納米到 100 納米。表面積在工業中被用作炭黑細度水平的指標，因此也是粒度的指標。
2.結構體
這是炭黑顆粒三維融合形成聚集體的量度，其中可能含有大量顆粒。聚集體的形狀和支化程度稱為結構。高度結構化的炭黑可為特種炭黑提供更高的粘度、更大的導電性和更容易分散。可以從 EM 分析、吸油量 (OAN) 或空隙體積分析的形狀分布中獲得骨料結構的測量值。炭黑的結構水平最終決定了它對幾個重要的橡膠內性能的影響。增加炭黑結構會增加模量、硬度、電導率，并改善炭黑的分散性，但會增加膠料粘度。
3.孔隙率
這是炭黑的基本特性，可以在生產過程中加以控制。它會影響表面積的測量，提供大于外部值 (STSA) 的總表面積 (NSA)。導電特種炭黑往往具有較高的孔隙率，而孔隙率的增加還允許橡膠混煉商在保持膠料比重的同時增加炭黑用量。這導致固定負載的復合模量和電導率增加。
4.表面活性
這是炭黑的制造過程和熱歷程的函數，通常是指炭黑表面存在的含氧基團。對于特種炭黑，氧化表面可改善選定系統中顏料的潤濕性、分散性、流變性和整體性能。在其他情況下，氧化會增加電阻率并使炭黑更具親水性。表面氧化的程度是通過確定炭黑上“揮發性”成分的數量來測量的。高揮發性水平與低 pH 值有關。雖然難以直接測量橡膠，但表面化學通過其對諸如耐磨性、拉伸強度、滯后和模量等橡膠內特性的影響而表現出來。表面活性對固化特性的影響很大程度上取決于所使用的固化體系。
5.物理形態
這對于將炭黑與要分散的設備相匹配很重要。物理形式（珠粒或粉末）會影響處理和混合特性。最終的分散度也是所使用的混合程序和設備的函數。建議在低剪切分散機和三輥磨機中使用粉狀炭黑。珠狀炭黑推薦用于丸磨機、球磨機和其他高能設備。成珠提供較低的粉塵、散裝處理能力和較高的堆積密度，而粉狀炭黑提供改進的分散性。
