炭黑的物理性質(zhì)

密度
　　炭黑的密度有兩種，一種是真密度，即由組成炭黑的元素及結(jié)構(gòu)(或晶體結(jié)構(gòu))確定，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，炭黑的密度指真密度；另一種是傾注密度或視密度，其隨炭黑的加工條件變化而不同，需經(jīng)常測(cè)定。視密度主要為工程設(shè)備以及包裝、貯運(yùn)等容器的容積計(jì)算提供依據(jù)。 　　炭黑（熱量計(jì)）的石墨層間距比石墨大，其密度比石墨小。炭黑密度可用不同方法測(cè)定，最具代表性的測(cè)試方法有X射線衍射法和氦置換法。不同測(cè)試方法測(cè)定的炭黑密度不同。用X射線衍射法測(cè)定的炭黑密度一般為2.O4～2.11Mg·m；用氦置換法測(cè)定的炭黑密度一般為1.84～2.O6Mg·m，而石墨化炭黑的密度可達(dá)2.18Mg·m。

在橡膠工業(yè)中，多用常規(guī)混煉法將一定質(zhì)量的炭黑混入已知密度的橡膠中，通過(guò)測(cè)試膠料密度來(lái)測(cè)定炭黑密度。用此法測(cè)定的橡膠用炭黑密度一般為1.80～1.86Mg·m，常取1.86Mg·m。粉狀炭黑（量熱儀）的傾注密度一般為30～48kg·m，增密后粉狀炭黑的傾注密度一般為8O～190 kg·m，濕法造粒炭黑的傾注密度一般為3OO～500 kg·m。粒徑小、結(jié)構(gòu)高的炭黑傾注密度小。

導(dǎo)電性

炭黑的導(dǎo)電性與其結(jié)構(gòu)(尤其是石墨微晶結(jié)構(gòu))、表面性質(zhì)和粒徑密切相關(guān)。炭黑在橡膠中的導(dǎo)電原理主要有導(dǎo)電通道和場(chǎng)致發(fā)射等機(jī)理。導(dǎo)電通道機(jī)理是炭黑聚集體在膠料中相互接觸形成網(wǎng)絡(luò)狀通道而導(dǎo)電。場(chǎng)致發(fā)射機(jī)理是炭黑聚集體鏈之間的電勢(shì)差足夠大時(shí)會(huì)引發(fā)場(chǎng)致發(fā)射，使電子躍過(guò)勢(shì)壘而導(dǎo)電。根據(jù)這些導(dǎo)電機(jī)理得出，炭黑粒子越小，即單位體積膠料的炭黑粒子越多，炭黑粒子間接觸的幾率越大或粒子間間距越小，電阻越小，導(dǎo)電性越好。在粒徑相同的炭黑中，高結(jié)構(gòu)炭黑的導(dǎo)電性好，這是高結(jié)構(gòu)炭黑具有較多鏈枝，從而形成較多鏈枝交織的導(dǎo)電通道所致。炭黑表面揮發(fā)物或殘留焦油狀物多會(huì)在炭黑表面形成絕緣膜而降低炭黑導(dǎo)電性。將這類(lèi)炭黑在真空或惰性氣體中進(jìn)行加熱處理以除去表面絕緣膜，會(huì)使其導(dǎo)電性提高。表面粗糙度越大的炭黑導(dǎo)電性越好，這是因?yàn)樵谔亢谟昧肯嗤哪z料中，粗糙炭黑（全自動(dòng)量熱儀）粒子間接觸的幾率比光滑炭黑粒子間大。

綜上所述，粒子小、結(jié)構(gòu)高、表面純凈和表面粗糙度大的炭黑導(dǎo)電性好。制備導(dǎo)電膠料時(shí)，炭黑的用量不能小于某一臨界值，否則膠料中過(guò)少的炭黑不能形成導(dǎo)電通道或不能引發(fā)場(chǎng)致發(fā)射，使膠料的導(dǎo)電性不能達(dá)到要求。