导电炭黑粒径|导电炭黑粒径与电阻的关系

导电炭黑六项指标解析：粒径、结构、粗糙度、灰分和水分

1.导电炭黑粒径

理论上,炭黑的粒径越小,单位体积中的粒子数越多,有利于提高导电性。这在橡胶用导电制品中是正常的。但在用于导电塑料制品时,若炭黑粒子过小,因塑料塑化后剪切力小,故分散性差,炭黑以大量的小团块存在于基料中,使导电塑料制品的力学性能降低,失去实用价值。所以要把炭黑的粒径控制在一定范围内,才能保证炭黑既可在塑料中获得良好的分散,又可大大增加塑料中单位体积内的炭黑粒子数,提高塑料制品的导电性能,同时不破坏或少破坏制品原有的力学性能。

2.导电炭黑结构

DBP值的大小代表了炭黑聚集体结构的高低,一般说来,DBP 值高时炭黑呈链枝状结构,导电性较好。各种重油造气副产品炭黑的DBP 值都非常高,而从电子显微镜发现它们是空壳形态微观结构,说明其结构并非很高。它的高导电性可能一是由于其单位质量下体积更大的结果,二是剪切破坏了部分一次结构,产生了大量的新微粒。要获得在塑料中好的导电性能,炭黑必须是粒径较大,结构不宜太高,好使炭黑的结构成线状结构。一方面可促使炭黑在塑料中的分散,另一方面有利于形成导电网络,用少量炭黑即可达到抗静电作用。

3.导电炭黑粗糙度

由于炭黑的导电需要有一定的粗糙度,使炭黑易形成导电通道,故要求炭黑的氮吸附表面积和CTAB表面积的差值较大。

4.导电炭黑表面挥发分

炭黑表面的挥发分主要是由一些有机基团和未能完全裂解的油膜结成,形成一层绝缘层,增加了炭黑粒子之间的势垒,严重影响导电性,必须将挥发分控制在较低限度内。

5.导电炭黑灰分和水分

炭黑中灰分和水分含量高,实际上降低了炭黑的含量,同样对导电性有不利的影响,在生产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达99.8 %左右,而一般炭黑则不到98 %。水分含量一般应控制在2.5 %以下,否则将产生大量的气泡,影响制品的力学性能。

超导电炭黑对比特性

天津优盟化工超导电炭黑是一种特种炭黑，因其良好的导电性能和较高性价比，广泛应用于导电和防静电制品。炭黑填充型导电高分子材料，包括功能高分子材料、新型涂料和新型橡胶塑料制品等，已广泛应用于矿用管材、电缆屏蔽、电子电器、石油化工以及交通车辆等诸多领域。此外，导电炭黑在能源领域，如（动力）锂离子电池、铅酸电池和超级电容器中也受到青睐。

超导电炭黑产品主要有副产炭黑（重油造气副产炭黑）、乙炔炭黑和炉法导电炭黑三大类型。三种导电炭黑差异较大：乙炔炭黑和副产炭黑DBP吸收值较高；副产炭黑和炉法导电炭黑比表面积较大，易吸收水分和热减量较高。此外，乙炔炭黑纯净度高，灰分含量低，而副产炭黑杂质含量大，灰分含量高。

超导电炭黑应用性能与自身的导电性能密切相关。而其自身导电性主要取决于微晶结构、表面结构、聚集体结构和粒度分布等四个方面。

根据乙炔炭黑、副产炭黑和炉法导电炭黑三种导电炭黑的 XRD图谱可知，三种导电炭黑衍射峰均较宽，微晶呈“乱层结构”。其中，副产炭黑和炉法导电炭黑的特征衍射峰（002）比乙炔炭黑的衍射峰更宽，非晶化程度较高。