导电炭黑比表面积检测手法

GB/T 10722-2003-炭黑总表面积和外表面积的测定氮吸附法

1.本 标 准 修改采用ASTM D 6556:2000a《炭黑总表面积和外表面积的测定氮吸附法)(英文版)。本标 准 代 替GB/T 10722-1999《炭黑比表面积测定氮吸附方法》，因为原标准在技术上已落后。

2.本标准规定了用Brunauer,Emmett,Telter(B.E .T NSA)的多分子层吸附理论多点法测定总表面积和外表面积的原理、意义、用途、试剂、材料、仪器、采样、分析步骤、结果计算、精密度及试验报告.

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3.本标准适用于橡胶用导电炭黑、色素炭黑和乙炔炭黑;本标准也适用于白炭黑

4.氮吸附表面积(NSA) nitrogens urfacea rea(NSA)

按B. E. T理论，由氮吸附数据计算得到的炭黑总比表面积。

统计吸附层厚度表面积(STSA) statisticalth icknesss urfacea rea(STSA)

使用de Boer理论和炭黑模型，由氮吸附数据计算出的外比表面积

5. 导电炭黑原理

在液氮温度下，以炭黑从一定分压的氮气中吸附氮分子的数量来计算总表面积和外表面积通过吸附参数可以计算得出NSA值和STSA值。

6.意义及用途

本试验方法是在多点氮吸附基础上测定炭黑的总表面积和外表面积。以B.E .T 理论为基础测定包括孔径小于2 nm的微孔在内的总表面积;以统计吸附层厚度法为基础测定的外表面积被认为是橡胶分子能够接近的比表面积。导电炭黑的比表面积值。导电炭黑比表面积对胶料物理性能影响较大炭黑的表面积,随炭黑生产方式和种类不同而异。炉法、热裂法炭黑,其表面一般是光滑无孔或有少量微孔;接触法炭黑和氧化后处理炭黑表面粗糙多孔。由于表面积不同,常将炭黑的表面积分为外表面积、内表面积孔隙面积)和总表面积三种。外表面积亦称光滑表面积。孔隙面积是指炭黑的微孔面积。二者之和即为总表面积。光滑表面积,由于与电镜在假定炭黑粒子为球形时计算的比表面积颇为近似故亦称为几何表面积。炭黑的外表面积与总表面积的比值称为炭黑的粗糙度系数或粗糙度。

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导电炭黑的外表面积(可及表面)对橡胶的补强十分重要,特别是对硫化胶的拉伸强度有直接影响。人们希望,橡胶用炭黑表面光滑、无孔或少孔。炭黑的表面粗糙度大,不但减少橡胶可及表面积,而且会增加硫化橡胶生热,降低耐老化性能。对导电制品而言,炭黑表面粗糙会增加单位容积内炭黑的粒子数,减薄聚集体间的胶膜,使导电性增加。事实上,硬质炭黑(如中超耐磨炉黑和高耐磨炉黑)表面是光滑的,而导电炭黑、色素炭黑,一般粗糙度都高,高孔隙度对导电炭黑导电性能十分有利。最好的导电炭黑往往是空壳状的。测定炭黑比表面积的方法较多,测定炭赤的外表面积一般用CTAB吸附法。测定炭黑总表面积采用低温氮吸附法(BET法),而吸磺值则是氮吸附法的简便方法,吸磺值法仅适用于炉法炭黑。