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导电炭黑的导电原理及影响炭黑导电性能的因素

发表时间:2021-12-23 10:07

导电炭黑的导电原理及影响炭黑导电性能的因素


导电机理

1、炭黑粒子互相连接成链,通过链原子移动产生导电现象。这就是导电通道学说。

2、除了粒子之间接触,而且又由于电子在分散于基体中的炭黑粒子间隙里迁移所产生的电子导通,即称隧道效应学说。或者由于炭粒子之间的高强度电场产生发射电流,即所谓电场发射学说。


影响炭黑导电性能的因素

1、炭黑粒径理论上,炭黑的粒径越小,单位体积中的粒子数越多,有利于提高导电性能。这在橡胶制品中是正常的。但在用于导电塑料制品时,若炭黑粒子过小,因塑料塑化后剪切力小,故分散性差,炭黑以大量的小团块存在于基料中,使导电塑料制品的力学性能降低,失去实用价值。所以要把炭黑的粒径控制在一定范围内,才能保证炭黑既可以在塑料中获得良好的分散,又可以大大增加单位体积内炭黑粒子的数量,提高塑料制品的导电性能,同时不破坏或少破坏塑料制品的力学性能。

2、炭黑结构DBP值的大小代表了炭黑聚集体结构的高低,一般来说,DBP值高时炭黑呈现链支状结构,导Chemicalbook电性较好。各种重油造气副产品炭黑的DBP值都非常高,而从电子显微镜发现它们是空壳形态微观结构,说明其结构并非很高。它的高导电性可能一是由于其单位质量下体积更大的结果,二是剪切破坏了部分一次结构,产生了大量的新微粒。要获得在塑料中好的导电性能,炭黑必须是粒径较大,结构不宜太高,最好使炭黑的结构成线状结构。一方面可促使炭黑在塑料中的分散,另一方面有利于形成导电网络,用少量炭黑即可以达到导电作用。

3、炭黑粗糙度由于炭黑的导电需要有一定的粗糙度,使炭黑形成导电通道,故要求炭黑的氮吸附表面积和CTAB表面积的差值较大。

4、表面挥发份炭黑表面的挥发份主要是有一些有机基团和未能完全裂解的油膜结成,形成一层绝缘层,增加炭黑粒子之间的势垒,严重影响导电性,必须将挥发份控制在较低范围内。

5、灰分和水分炭黑中灰分和水分含量高,实际上降低了炭黑的含量,同样对导电性有不利的影响,在生产中要注意控制炭黑中灰分和水分的含量。

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