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碳黑的分类、用途及性能指标
发布时间:2022-09-09 浏览次数:308

1、什么是炭黑?

炭黑,也称碳黑,是由烃类化合物(液态或气态)经过不完全燃烧或热裂解形成的近似于球体的胶体粒子,以聚集体形式存在,表观呈纯黑色粉状或者粒状。产品的粒径、结构和表面活性根据原料、制造方法和生产工艺的不同而有很大差异。炭黑的主要成分是碳,同时包含微量氢、氧、灰份和水份。


目前的炭黑品种主要有导电炭黑、橡胶炭黑、色素炭黑、乙炔炭黑、喷雾炭黑、水泥砂浆炭黑、热裂解炭黑、半补强炭黑以及特种炭黑,这些炭黑的特性各不相同,所应用到的领域也不同。


2、如何制得炭黑?

95%的炭黑都是通过炉法制成。将原材料(石油)注入高温反应器中,其中碳氢化合物裂解并脱氢,从而形成碳和类石墨微观结构。炭黑由熔凝形成支聚集体的微小初次颗粒组成。反应器之后的操作包括粒化“蓬松的”低密度炭黑,从而改善储存和处理。使用适合于改进的分散性、清洁度及其他目标关键性质的特殊制造技术来优化塑料级别,从而提高具体应用的性能。


根据炭黑生产工艺的不同,炭黑分为槽法炭黑、滚筒法炭黑、混气炭黑和气炉法炭黑。


3、炭黑的作用有哪些?

主要用作橡胶的补强剂和填料,其消耗量约为橡胶消耗量的一半,橡胶用炭黑占炭黑总量的94%,其中约60%用于轮胎制造。

橡胶用炭黑如轮胎行业,橡胶密封件,减震件等等,橡胶制品中配合一定量的炭黑可以起到补强和填充作用以改善橡胶制品的性能。


此外,也用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂。许多其他制品,如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏中,也是重要的助剂。


4、炭黑的性能指标有哪些

• 粒径

炭黑的粒径是表示碳黑原生粒径,它是通过电子显微镜测试的,是一定颗数粒径的平均值。


• 着色力

又称着色强度。是将白色或彩色颜料和炭黑混合时,炭黑的着色能力。也就是炭黑使混合物系光吸收作用提高的程度。它通常是用百分数的形式来表现,可以通过使用黑度反射仪测量炭黑冲淡色浆得出的数据来衡量。


• 比表面积 

炭黑比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和,单位为m2/g 。比表面积与粒径一样是炭黑的基本性能之一。

一般来说,表面相对较光滑的炭黑(如橡胶用炭黑)比表面积与粒径正好成反比,即粒径越小比表面积越大,反之亦然。所以,如把炭黑粒子假定为球形,可由粒径的数据计算比表面积。 


• DBP吸收值 

炭黑的结构可以用DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸收值来测量。根据经验,低结构颜料炭黑中,每100g炭黑的DBP吸收值应不高于70ml;而高结构颜料炭黑中,每100g炭黑的DBP吸收值应不低于110ml。中结构炭黑则居于两者之间。结构对颜料炭黑应用性有实质性的影响。


 pH值 

pH值和表面官能团数量有关。炉法炭黑表面官能团少,并存在少量的可溶性盐,因此炭黑本身多呈中性或碱性。为了改善炭黑的粘性,稳定性以及流动性, 有些色素炭黑可通过表面处理来改变表面官能团数量,从而呈酸性。


• 密度

单位体积碳黑的重量即:(克/升),是表示各种型号碳黑所占空间的大小,造粒度愈大,其表现密度也越大,反之则小,造粒度对碳黑的分散性有影响。 

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