碳黑(carbon black)，又名炭黑，是一種無(wú)定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10~3000m2/g，是含碳物質(zhì)(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8-2.1。

　　物料介紹

　　碳黑(carbon black)，又名炭黑，是一種無(wú)定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10~3000m2/g，是含碳物質(zhì)(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8-2.1。由天然氣制成的稱“氣黑”，由油類制成的稱“燈黑”，由乙炔制成的稱“乙炔黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”。按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中國(guó)墨、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。

　　2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，碳黑在2B類致癌物清單中。

　　化學(xué)性質(zhì)

　　炭黑的生產(chǎn)工藝不同，則表面的化學(xué)性能也有差別。大多數(shù)炭黑的真實(shí)表面積大于由粒徑計(jì)算出的幾何表面積。這是由于炭黑特別是粒徑小于25nm的炭黑表面存在許多微孔。

　　據(jù)分析，可在炭黑表面檢測(cè)如酚基、醌基、羧基等基團(tuán)，這些酸性基團(tuán)濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測(cè)到吡喃酮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團(tuán)的濃度，也可測(cè)得炭黑的極性。另外由于炭黑的表面積較大，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分，所以炭黑在運(yùn)輸，貯存及使用過(guò)程中要特別注意吸濕問(wèn)題。

　　大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究。該理論認(rèn)為，炭黑填充量越大，處于分散狀態(tài)的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導(dǎo)電通路也越多。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)就越大，意味著體系的導(dǎo)電性下降，因?yàn)樘亢诒砻婧泻軓?qiáng)的極性基團(tuán)，基體極性大，作用增強(qiáng)，這時(shí)強(qiáng)度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集，以致導(dǎo)電性差。但是在多組分基體樹(shù)脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會(huì)產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，這時(shí)導(dǎo)電性能取決于炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態(tài)，還取決于偏析相高聚物所占比例。

　　黑度

　　黑度是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強(qiáng)度。炭黑作著色時(shí)，黑度主要基于對(duì)光的吸收，對(duì)于特定濃度的炭黑，炭黑越細(xì)小，則光吸收程度越高。黑度除了受炭黑內(nèi)部的光吸收外，也受由于粒子表面幾何機(jī)構(gòu)的影響而產(chǎn)生了具有增亮效應(yīng)的光散射，這會(huì)降低黑度。隨著粒徑的減小，光散射程度降低。只有對(duì)于很細(xì)的炭黑，提高炭黑的濃度才能提高黑度，對(duì)于粗大的炭黑，具支配因素的光散射程度因炭黑數(shù)增加而提高，黑度反而相應(yīng)降低。

　　分散性

　　顏料黑越細(xì)，炭黑聚集體之間接觸點(diǎn)便越多，結(jié)果它們之間內(nèi)聚力越強(qiáng)，當(dāng)把顏料黑摻入料，即開(kāi)始進(jìn)行始炭黑均勻分布時(shí)，則對(duì)分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開(kāi)來(lái)，最終達(dá)到最高的黑度和著色。與高結(jié)構(gòu)炭黑相比，低結(jié)構(gòu)炭黑較有可能達(dá)到高的濃度，但在分散過(guò)程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結(jié)構(gòu)程度的影響，由于高結(jié)構(gòu)炭黑具有良好的分散性能，所以其著色強(qiáng)度也就自然較強(qiáng)。

　　在使用粉狀炭黑時(shí)，會(huì)出現(xiàn)分散及令人頭疼的灰塵問(wèn)題，因此，可使用母粒或漿狀物。

　　預(yù)制炭黑的價(jià)格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術(shù)投資少的優(yōu)點(diǎn)，炭黑制劑是有其價(jià)值的。

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