炭黑特性與應(yīng)用關(guān)系
一,黑度與粒徑
黑度直接與炭黑的粒徑相關(guān),粒徑越小,比表面積愈大,炭黑的黑度越高。這是因?yàn)楸M管原生粒子已熔合成原生聚集體,但是其比表仍能起作用,原生粒子細(xì),則凝聚體的比表面積越大。所顯現(xiàn)的顏色更黑,防紫外線作用更佳。由于細(xì)粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高,所以著色力更強(qiáng)。但是當(dāng)粒徑減小時(shí),由于藍(lán)光被優(yōu)先吸收,為此色調(diào)變成棕相。
細(xì)微原生粒子賦予炭黑更大的比表面積,同時(shí)增加分散難度,一般通過表面處理可調(diào)整潤(rùn)濕性和改善分散性。
炭黑粒徑比表面積和性能關(guān)系
主色黑度:更深更淺
著色性:更高更低
粘度:更高更低
導(dǎo)電性:更高更低
紫外光吸收:更好更差
分散:更難更易
潤(rùn)濕:更慢更快
成本:更高更低
二,結(jié)構(gòu)
炭黑粒子不僅以原生粒子形式存在,而且在生產(chǎn)熔結(jié)成凝聚體。這種凝聚體是由原生粒子經(jīng)化學(xué)鍵結(jié)合。在凝聚過程中,由大量鏈枝的原生凝聚體構(gòu)成的炭黑稱為高結(jié)構(gòu)炭黑。而原生凝聚體由較少鏈枝原生粒子組成的炭黑,則稱為低結(jié)構(gòu)炭黑。見下圖: 高結(jié)構(gòu) 低結(jié)構(gòu)!
炭黑的結(jié)構(gòu)即炭黑聚集體的形態(tài),一般鏈枝越多越密其結(jié)構(gòu)越高,反之則結(jié)構(gòu)越低,炭黑結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響!
三,表面化學(xué)性
炭黑的生產(chǎn)方法不同其表面化學(xué)性能各異。炭黑表面具有不同的含氧官能團(tuán)(如羧基,內(nèi)脂基,酚基,羰基等)。一般含氧官能團(tuán)高的炭黑,揮發(fā)份高,其色調(diào)可調(diào)性能好,其流動(dòng)度也較高。炭黑樣品加熱至825±25oC后以百份重量損失表示炭黑揮發(fā)份。炭黑含氧基因越多,揮發(fā)份也越大。
四,吸濕性和密度
炭黑是一種表面積大的物質(zhì),因此有一定的吸濕性。中炭黑的吸濕量主要由表面積大小來決定?杉訌(qiáng)措施,尤其在包裝,貯存和運(yùn)輸?shù)倪^程采取辦法以減少產(chǎn)品的吸濕性。因?yàn)樗郑ㄎ鼭窳浚┻^高會(huì)對(duì)加工過程帶來麻煩,所以要求對(duì)某些品種炭黑有特殊包裝。
粉狀的色素炭黑還是粒狀的色素炭黑用于給定的塑料摻混物取決于分散的類型和樹脂的特性,但加工能力也是很重要的因素,目前多數(shù)分散設(shè)備都能發(fā)揮剪切力,足以將粒狀分散均。
炭黑作為塑料用顏料,常用的劑型有粉狀和粒狀。粒狀炭黑飛揚(yáng)較少,但分散較難,故在塑料著色中采用粉狀炭黑。
六,紫外線防護(hù)性的應(yīng)用
炭黑在塑料工業(yè)中用途之一是防紫外光老化,由于炭黑有較高的吸光性,因而能有效的防止塑料受陽光照射而產(chǎn)生光氧化降解。炭黑作為紫外光穩(wěn)定劑在塑料中所起的作用有:把光能轉(zhuǎn)化為熱能;保護(hù)塑料表面而免遭一定波長(zhǎng)的射線照射;截取原子團(tuán)而產(chǎn)生防老化作用,從而阻止催化降解。紫外線對(duì)聚烯烴特別有害,試驗(yàn)證明當(dāng)一定細(xì)度的炭黑的濃度為百分之二時(shí)可以達(dá)到的紫外線作用。
炭黑對(duì)塑料的紫外線老化的防護(hù)作用,取決于炭黑的粒徑,結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性。