碳黑,這一術語,通常指由爐法碳黑、槽法碳黑、熱裂法碳黑和燈煙碳黑等所構成的一組工業產品,主要由碳元素組成。
1、 爐法碳黑是羥類在爐內不完全燃燒制取的。
2、 槽法碳黑是天然氣火焰與槽鋼相接觸制取的。
3、 乙炔碳黑則是熱裂炭黑的特殊品種,是由乙炔放熱熱解制得的。
4、 燈煙碳黑,是在敞口淺盤中燃燒羥類制取的。
碳黑在真空或惰性氣體中,經高溫處理,其粒子的準石墨微晶結構趨向于象石墨晶體的有序排列,稱為石墨碳黑。
碳黑的分類與命名
碳黑的分類方法,可歸納為兩大類,按制造方法分類,按用途和使用特點分類。
1、 按制造方法分類:即不完全燃燒法和熱分解法。
2、 按用途和使用特點分類:
也可以分為兩大類,即橡膠用炭黑和非橡膠用碳黑(或稱特種碳黑、專用碳黑),包括色素碳黑、導電碳黑、及各種專用碳黑等。
碳黑的主要基本特性
1、 粒徑:電鏡法可直接觀察和測定炭黑的粒徑。通常測定粒子的平均幾何直徑,簡稱粒徑,以nm表示單位。
除熱裂碳黑外,幾乎所有碳黑的球形粒子都不是單獨存在的,而是在碳黑生成過程中聚融在一起形成碳黑聚集體的一個區域。聚集體是碳黑單獨存在的最小單元。盡管如此,碳黑粒子的大小與分布仍然是碳黑的重要基本性能之一。粒徑直接影響碳黑的其他性能和使用性能。
2、 比表面積:比表面積的大小是劃分碳黑品種的主要指標。比表面積大的碳黑,特別是外比表面積大的碳黑,在油墨、油漆、色漿、塑料等工業賦予高著色力;反之比表面積較小的碳黑,則黑度較低,但具有良好的分散性、流動性。
3、 黑度:是指碳黑所具有的黑色呈現強度。碳黑作著色時,黑度主要基于對光的吸收,對于特定濃度的碳黑,碳黑越細小,則光吸收程度越高。黑度除了受碳黑內部的光吸收外,也受由于粒子表面幾何機構的影響而產生了具有增亮效應的光散射,這會降低黑度。隨著粒徑的減小,光散射程度降低。只有對于很細的碳黑,提高碳黑的濃度才能提高黑度,對于粗大的碳黑,具支配因素的光散射程度因碳黑數增加而提高,黑度反而相應降低。