• 1
  • 2
  • 3

碳黑的结构

您现在的位置是:首页 > 产品知识 > 详情
炭黑的形态结构

炭黑由炭组成,但通常被定为无机颜料类。炭黑是烃类经气相不完全燃烧或热烈解而成的黑色粉末状物质。由于生产工艺的不同,通过不同的工艺条件可得到各种性质不同的产品。

   1) 炭黑的微观构造 

炭黑粒子具有微晶结构,在炭黑中,碳原子的排列方式类似于石墨,组成六角形平面,通常 3~5个这样的层面组成一个微晶,由于炭黑微晶的每个石墨层面中,碳原子的排列是有序的,而相邻层面间碳原子的排列又是无序的,所以又叫准石墨晶体。

   2) 炭黑的粒径

   颜料炭黑的粒子细度可低至5nm,一般说来,炭黑粒子不是孤立存在的,而是多个粒子通过碳晶层互相穿插,形成链枝状。不同生产工艺可得到粒径范围极广的炭黑粒子,灯黑生产工艺得到的产品相对粗糙,而气黑生产工艺可得到精细的产品。   用炉黑生产工艺可得到几乎所有粒径范围的炭黑,同一品种的炭黑,其粒子大小并不完全相同,呈现一个粒径分布范围。一般来说,粒子较细的品种,粒径分布较窄。


炭黑的表面化学结构

炭黑的生产工艺不同,则表面的化学性能也有差别。大多数炭黑的真实表面积大于由粒径计算出的几何表面积。这是由于炭黑特别是粒径小于25nm的炭黑表面存在许多微孔。

   据分析,可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团,这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。在炉黑中可检测到吡喃酮结构,这种结构决定了炉黑的碱性性质。挥发份含量可判断表面官能团的浓度,也可测得炭黑的极性。另外由于炭黑的表面积较大,容易吸附挥发份环境中的水分,所以炭黑在运输,贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。

   大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为,炭黑填充量越大,处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子集合体的密度也越大,粒子间的平均距离越小,相互接触的几率越高,炭黑粒子或炭黑粒子集合体形成的导电通路也越多。不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大,炭黑临界体积分数就越大,意味着体系的导电性下降,因为炭黑表面含有很强的极性基团,基体极性大,作用增强,这时强度增加,却妨碍导电粒子自身的凝集,以致导电性差。 但是在多组分基体树脂与炭黑组成的共混体系中,由于不同基体的极性不同,填充炭黑会产生偏析现象,这时导电性能取决于炭黑粒子在偏析相中的浓度和分布状态,还取决于偏析相高聚物所占比例。