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碳黑(carbon black),又名炭黑,是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末,表面積非常大,范圍從10~3000m2/g,是含碳物質(煤、天燃氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。其結構性是以粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的,由聚集體的形態(tài)、尺寸和每個凝聚體中的粒子數(shù)量構成的聚集體組成的成品稱為高結構色素碳黑。比重1.8-2.1。由天燃氣制成的稱“氣黑”,由油類制成的稱“燈黑”,由風煤制成的稱“風煤黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”。
炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。砂紙又叫砂皮,大家在生活中可能都見過,它是在裝修和建筑行業(yè)中經常用到的,用以摩擦金屬、木材等表面,以使其光潔平滑。由凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中的粒子數(shù)量構成的凝聚體組成的炭黑稱為高結構炭黑。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導電性,并用統(tǒng)計方法解釋這個現(xiàn)象。粒徑分布寬的炭黑,少數(shù)大直徑粒子需要數(shù)目巨大,直徑更小的粒子給予補償,相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數(shù)。
黑度是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強度。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,炭黑越細小,則光吸收程度越高。由于色漿比碳黑粉體的著色力強,達到同樣黑度的固體用量只有其三分之一,紙纖維中粉料減少、纖維結合力明顯提高,紙張的撕裂強度和耐破強度均有提高。黑度除了受炭黑內部的光吸收外,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,黑度反而相應降低。