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碳黑的結構形成

發表時間: 2021-08-16 09:15:05

作者: 天津市金大地化工有限公司

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炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。由凝聚體的尺寸、形態和每一凝聚體中的粒子數量構成的凝聚體組成的炭黑稱為高結構炭黑。常用吸油值表示結構性,吸油值越大,炭黑結構性越高,容易形成空間網絡通道,而且不易破壞。高結構炭黑顆粒細,網狀鏈堆積緊密,比表面積大,單位質量顆粒多,有利于在聚合物中形成鏈式導電結構,其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為***。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導電性,并用統計方法解釋這個現象。粒徑分布寬的炭黑,少數大直徑粒子需要數目巨大,直徑更小的粒子給予補償,相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數。



炭黑一般是指碳單質微粒,一般是由于有機物燃燒不充分,其中的氫元素和氧元素轉化為水,而碳元素燃燒不充分,就會脫離分子,形成炭黑。

形態

炭黑由碳組成,但通常被定為無機顏料類。炭黑是烴類經氣相不完全燃燒或熱裂解而成的黑色粉末狀物質。由于生產工藝的不同,通過不同的工藝條件可得到各種性質不同的產品。
1) 炭黑的微觀構造
炭黑粒子具有微晶結構,在炭黑中,碳原子的排列方式類似于石墨,組成六角形平面,通常 3~5個這樣的層面組成一個微晶,由于炭黑微晶的每個石墨層面中,碳原子的排列是有序的,而相鄰層面間碳原子的排列又是無序的,所以又叫準石墨晶體。
2) 炭黑的粒徑
顏料炭黑的粒子細度可低至5nm,一般說來,炭黑粒子不是孤立存在的,而是多個粒子通過碳晶層互相穿插,形成鏈枝狀。不同生產工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子,燈黑生產工藝得到的產品相對粗糙,而氣黑生產工藝可得到精細的產品。
用爐黑生產工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑,同一品種的炭黑,其粒子大小并不完全相同,呈現一個粒徑分布范圍。一般來說,粒子較細的品種,粒徑分布較窄。


碳黑的結構形成
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