导电炭黑性能及添加使用：

时间：2017-05-15

炭黑与其他导电填充剂相比，对塑料、橡胶有补强作用。此外，控制炭黑添加量能得到不同导电率的聚合物。 

一般研究认为，炭黑导电可用导电能带、隧道效应来解释，在炭黑填充聚合物当中，电传导是沿着相接触的粒子或被分离成很小的间隙进行。内部聚集平均距离受很多参数影响，包括浓度、结构、聚集体的大小和形态、尺寸分布、混合效果、温度等。炭黑根据制法、原料不同可分成几类，适宜用于导电填充剂的只是其中一部分，它们必须具备一些基本特性，如比表面积大、捕捉电子的杂质少、结晶度比较好等。 

炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构炭黑。目前常用吸油值表示结构性，吸油值越大，炭黑结构性越高，容易形成空间网络通道，而且不易破坏。高结构炭黑颗粒细，网状链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，有利于在聚合物中形成链式导电结构，其中在众多炭黑品种中以乙炔炭黑为较佳。科学家还发现，粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性，并用统计方法解释这个现象。粒径分布宽的炭黑，少数大直径粒子需要数目巨大，直径更小的粒子给予补偿，相同平均粒径分布宽的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子总数。
炭黑表面若含有大量氧官能团会影响自由电子的迁移，从而影响导电性。如一些热裂法和槽法生产的炭黑除了结构性很差外，槽法炭黑表面还带有大量活性基团，所以这两种炭黑导电性都很差。 

随着炭黑填充量的增加，电阻值降低。一般在临界体积分数处，其电阻值急剧降低。国内外探讨填充量依赖性的种种研究，大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为，炭黑填充量越大，处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子集合体的密度也越大，粒子间的平均距离越小，相互接触的几率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合体形成的导电通路也越多。 

不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大，炭黑临界体积分数就越大，意味着体系的导电性下降，因为炭黑表面含有很强的极性基团，基体极性大，作用增强，这时强度增加，却妨碍导电粒子自身的凝集，以致导电性差。聚苯乙烯比聚丙烯、聚乙烯极性要强些，与炭黑极性更相近，所以达到相同的导电率需要更多的炭黑。

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