炭黑的性质

（四）炭黑的性质

1、炭黑粒子大小和表面积

炭黑的粒子大小通常以平均粒径或表面积表示。橡胶用炭黑的粒径一般在11～500nm，炭黑粒径越小（表面积越高），这种炭黑的补强性能就越高，所以炭黑的粒径或表面积是评价炭黑性能的主要指标之一。

2、炭黑的结构性

指炭黑粒子连接成长链并熔结在一起而成为三度空间的聚集倾向，这种聚集体是在制造过程中由粒子与粒子间熔合在一起的，这些聚集体（一次结构）也可形成疏松的缔合物或称“二次结构”，其容易破坏，故称暂时结构。测定炭黑结构通常是用单位重量炭黑中聚集体之间空隙总体积来评价，即测定填充这一空隙所需要的DBP的体积数，此即炭黑的DBP吸收值。DBP值越高，说明炭黑结构越高，胶料的粘度、定伸应力及硬度就会增加，加工性能改善。

3、炭黑化学组成及其性质

炭黑由9099%的元素碳组成，其余有氢、氧及由其它组成的各种官能团，还有少量结合硫及其它杂质，其杂质包括硫、灰分、焦油和水。炭黑中不同的组分对其性质及胶料性能均有影响，在选择及评价炭黑的适用性时，需综合考虑。

4、炭黑粒子表面粗糙度

工业上可用炭黑内表面积与外表面积的比值来表示炭黑的粗糙度。由于炭黑表面的微孔很小，以致橡胶分子难以进入，一般炉法炭黑的粗糙度要小于槽法炭黑。橡胶用炭黑的表面粗糙度宁可光滑些，而不希望有微孔，这在炭黑的制造和应用上都有利。（炭黑表面的微孔是否会形成橡胶成品的结构缺陷？进而影响使用性能及寿命？炭黑采购中的性质要求是否有这一项？）

5、炭黑粒子的微观结构及其形态

多数炭黑是由多个生长的同心取向石墨层组成一个最小单元，与单元一词相同的名称还有一次结构、聚集体、永久结构，说明这些成串粒子的不可分的整体性。这一不可分的整体在平面和空间上均构成一定的形态，炭黑的这种形态大小对胶料加工性能及制品最终性能有明显影响，如硫化胶的滞后性和强度性能（撕裂强度、拉伸强度和耐磨性）随聚集体尺寸的减少而增加；而定伸应力则随聚集体不规整性增加而增加；压出膨胀随聚集体不规整性的增加而减少。因此，在选择原料中，炭黑形态情况需考虑进去。