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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？使我们每天使用的许多产品更坚固、颜色更深、使用寿命更长的重要组成部分，纯形式的炭黑是一种精细的黑色粉末，主要由元素碳组成。它是通过在受控工艺条件下在高温下部分燃烧和热解低价值残油而生产的。炭黑主要用于增强轮胎中的橡胶，但也可在各种橡胶、塑料、油墨和涂料应用中用作颜料、紫外线稳定剂和导电或绝缘剂。除轮胎外，炭黑的其他日常用途包括软管、传送带、塑料、印刷油墨和汽车涂料。
炭黑特性
炭黑的基本特性决定了应用性能。这些包括：
1.粒径
通过电子显微镜测量，这是对橡胶特性以及特种炭黑的颜色特性有显着影响的基本特性。对于特种炭黑，较小的粒径会产生较高的表面积和着色强度。高表面积通常与更大的黑度、更高的导电性、更好的耐候性和更高的粘度有关，但需要增加分散能量。对于橡胶，更细的颗粒会增加补强、增加耐磨性和提高拉伸强度。然而，为了分散更细的粒度，需要增加混合时间和能量。对于炉黑，典型的粒径范围从大约 8 纳米到 100 纳米。表面积在工业中被用作炭黑细度水平的指标，因此也是粒度的指标。
2.结构体
这是炭黑颗粒三维融合形成聚集体的量度，其中可能含有大量颗粒。聚集体的形状和支化程度称为结构。高度结构化的炭黑可为特种炭黑提供更高的粘度、更大的导电性和更容易分散。可以从 EM 分析、吸油量 (OAN) 或空隙体积分析的形状分布中获得骨料结构的测量值。炭黑的结构水平最终决定了它对几个重要的橡胶内性能的影响。增加炭黑结构会增加模量、硬度、电导率，并改善炭黑的分散性，但会增加胶料粘度。
3.孔隙率
这是炭黑的基本特性，可以在生产过程中加以控制。它会影响表面积的测量，提供大于外部值 (STSA) 的总表面积 (NSA)。导电特种炭黑往往具有较高的孔隙率，而孔隙率的增加还允许橡胶混炼商在保持胶料比重的同时增加炭黑用量。这导致固定负载的复合模量和电导率增加。
4.表面活性
这是炭黑的制造过程和热历程的函数，通常是指炭黑表面存在的含氧基团。对于特种炭黑，氧化表面可改善选定系统中颜料的润湿性、分散性、流变性和整体性能。在其他情况下，氧化会增加电阻率并使炭黑更具亲水性。表面氧化的程度是通过确定炭黑上“挥发性”成分的数量来测量的。高挥发性水平与低 pH 值有关。虽然难以直接测量橡胶，但表面化学通过其对诸如耐磨性、拉伸强度、滞后和模量等橡胶内特性的影响而表现出来。表面活性对固化特性的影响很大程度上取决于所使用的固化体系。
5.物理形态
这对于将炭黑与要分散的设备相匹配很重要。物理形式（珠粒或粉末）会影响处理和混合特性。最终的分散度也是所使用的混合程序和设备的函数。建议在低剪切分散机和三辊磨机中使用粉状炭黑。珠状炭黑推荐用于丸磨机、球磨机和其他高能设备。成珠提供较低的粉尘、散装处理能力和较高的堆积密度，而粉状炭黑提供改进的分散性。
