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黑度是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強(qiáng)度。與高結(jié)構(gòu)炭黑相比,低結(jié)構(gòu)炭黑較有可能達(dá)到高的濃度,但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑作著色時,黑度主要基于對光的吸收,對于特定濃度的炭黑,炭黑越細(xì)小,則光吸收程度越高。黑度除了受炭黑內(nèi)部的光吸收外,也受由于粒子表面幾何機(jī)構(gòu)的影響而產(chǎn)生了具有增亮效應(yīng)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(xì)的炭黑,提高炭黑的濃度才能提高黑度,對于粗大的炭黑,具支配因素的光散射程度因炭黑數(shù)增加而提高,黑度反而相應(yīng)降低。
燈黑生產(chǎn)工藝
在該工藝過程中,原料在直徑大至1.5 m的平坦的燃燒鐵盤上燃燒,含有炭黑的燃燒氣體由內(nèi)鋪有磚塊的排氣罩收集,然后通過彎管(彎折1/4)和通火管到達(dá)沉積的裝置。炭黑光穩(wěn)定性光會使塑料老化,尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化。為了控制所產(chǎn)炭黑的特性,應(yīng)當(dāng)保證在燃燒盤和排氣罩之間的間隙附近,原料主要作不完全燃燒。而在稍進(jìn)管道里面,燃燒在氧氣不足下發(fā)生熱烈解,因而形成較大的炭黑顆粒,由于這些原因,組成較寬范圍的粒徑分布,主要特征為顆粒粗大。由于在燃燒盤和排氣罩間隙間形成的顆粒只有小部分能與空氣中的氧份接觸,因此這些炭黑只有少量的表面氧化物,相應(yīng)的pH值呈中性,并且揮發(fā)份較少。
對建筑涂料而言,在炭黑細(xì)度方面,通過良好的研磨將炭黑顏料附聚體顆粒粒徑控制在30um以下,即可滿足實(shí)際使用要求,可實(shí)現(xiàn)對涂料性能的控制,如顏色、粘度、色調(diào)、光澤等。使用者不一定發(fā)現(xiàn)色漿的流動性和粘度等外觀狀態(tài)發(fā)生明顯的變化,而實(shí)際上,炭黑顏料顆粒正在發(fā)生著肉眼不可辨別的沉降、絮凝。理論上,顏料顆粒的粒徑越小,著色力越高。納米尺度范圍內(nèi)的色漿在著色力方面占有一定的優(yōu)勢。但在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用過程中,色漿也未必是粒徑越小越好。從微觀角度講,顏料粒子的粒徑越小,表面能就越高,越不穩(wěn)定,顏料粒子更容易發(fā)生二次聚集和絮凝。若要制造穩(wěn)定的納米炭黑色漿,必定采用高品質(zhì)的分散穩(wěn)定助劑,并且延長機(jī)械研磨時間,相應(yīng)的成本就會提高。
色素炭黑是由烴類物質(zhì),經(jīng)不完全燃燒而制得的具有高度分散性的黑色粉狀物質(zhì);它的主要成份是碳元素,其微晶具有準(zhǔn)石墨結(jié)構(gòu),呈同心取向,其粒子由近乎球形或其他不規(guī)則形狀的聚熔體構(gòu)成。此外,當(dāng)采用爐黑生產(chǎn)工藝時,可加入少量的堿性化合物或其它添加劑以改變聚集體的聚集度和類型,由此可得到高結(jié)構(gòu)或低結(jié)構(gòu)的炭黑。在工業(yè)生產(chǎn)中做為不可或缺的化工原料,具有補(bǔ)強(qiáng)與著色的特性,是多數(shù)塑料、橡膠制品中的添加劑,其中在輪胎中的用量占世界總量的七成之多。