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影響導電炭黑性能的因素

  • 影響導電炭黑性能的因素

1.炭黑粒徑

理論上,炭黑的粒徑越小,單位體積中的粒子數越多,有利于提高導電性。這在橡膠用導電制品中是正常的。但在用于導電塑料制品時,若炭黑粒子過小,因塑料塑化后剪切力小,故分散性差,炭黑以大量的小團塊存在于基料中,使導電塑料制品的力學性能降低,失去實用價值。所以要把炭黑的粒徑控制在一定范圍內,才能保證炭黑既可在塑料中獲得良好的分散,又可大大增加塑料中單位體積內的炭黑粒子數,提高塑料制品的導電性能,同時不破壞或少破壞制品原有的力學性能。

2.炭黑結構

DBP值的大小代表了炭黑聚集體結構的高低,一般說來,DBP 值高時炭黑呈鏈枝狀結構,導電性較好。各種重油造氣副產品炭黑的DBP 值都非常高,而從電子顯微鏡發現它們是空殼形態微觀結構,說明其結構并非很高。它的高導電性可能一是由于其單位質量下體積更大的結果,二是剪切破壞了部分一次結構,產生了大量的新微粒。要獲得在塑料中好的導電性能,炭黑必須是粒徑較大,結構不宜太高,最好使炭黑的結構成線狀結構。一方面可促使炭黑在塑料中的分散,另一方面有利于形成導電網絡,用少量炭黑即可達到抗靜電作用。

3.炭黑粗糙度

由于炭黑的導電需要有一定的粗糙度,使炭黑易形成導電通道,故要求炭黑的氮吸附表面積和CTAB表面積的差值較大。

4.表面揮發分

炭黑表面的揮發分主要是由一些有機基團和未能完全裂解的油膜結成,形成一層絕緣層,增加了炭黑粒子之間的勢壘,嚴重影響導電性,必須將揮發分控制在較低限度內。

5.灰分和水分

炭黑中灰分和水分含量高,實際上降低了炭黑的含量,同樣對導電性有不利的影響,在生產中要注意控制炭黑中灰分及水分的含量。相比之下Ketjen BlackEC 和乙炔炭黑的含碳量均高達99.8 %左右,而一般炭黑則不到98 %。水分含量一般應控制在2.5 %以下,否則將產生大量的氣泡,影響制品的力學性能。



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