炭黑導(dǎo)電可用導(dǎo)電能帶、隧道效應(yīng)來解釋

炭黑導(dǎo)電可用導(dǎo)電能帶、隧道效應(yīng)來解釋，在炭黑填充聚合物當中，電傳導(dǎo)是沿著相接觸的粒子或被分離成很小的間隙進行。內(nèi)部聚集平均距離受很多參數(shù)影響，包括濃度、結(jié)構(gòu)、聚集體的大小和形態(tài)、尺寸分布、混合效果、溫度等。炭黑根據(jù)制法、原料不同可分成幾類，適宜用于導(dǎo)電填充劑的只是其中一部分，它們必須具備一些基本特性，如比表面積大、電子的雜質(zhì)少、結(jié)晶度比較好等。

炭黑是橡膠工業(yè)的重要補強原材料

炭黑是橡膠工業(yè)的重要補強原材料，它能賦予橡膠制品以一系列優(yōu)異性能，尤其在合成橡膠制品中，更是不可缺少的原材料。純橡膠輪胎磨耗壽命不足5000km，而加入50份左右適宜品種的炭黑后，其磨耗壽命可達5萬km以上。純硫化合成橡膠，如丁苯橡膠、順丁橡膠、等的拉伸強度只有2Mpa左右，實際上沒有多大應(yīng)用價值，而配合了炭黑后，拉伸強度可提高10倍左右。可以說，沒有炭黑就不可能有今天的汽車運輸和航空事業(yè)。在橡膠中炭黑的平均用量為40%左右，而炭黑總產(chǎn)量的90%以上用于橡膠工業(yè)，炭黑工業(yè)是在橡膠工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而橡膠工業(yè)的發(fā)展也離不開炭黑工業(yè)的貢獻。

炭黑聚集體間的相互作用

應(yīng)根據(jù)要求的性能，抓住主要矛盾，兼顧其他，合理選擇炭黑用量。例如，為了提高膠料的耐磨耗性，選用細粒子炭黑時用量較少，而選用高結(jié)構(gòu)細粒子炭黑，用量還可減少，這樣就不至于因為用量過大而降低回彈性，有利于保持較高的耐屈撓龜裂性能喝回彈性，減少生熱，保證在實際使用中有較好的耐磨性能。

一般的說，在膠料中炭黑聚集體間的相互作用開始急劇增加時的炭黑配合量為配合量，炭黑粒徑越小，表面活性越大，結(jié)構(gòu)越高，達到拉伸強度時的炭黑用量就趨于減少，通常炭黑用量在40-60份時既能賦予橡膠制品較好的性能指標。配合量，硬質(zhì)炭黑在20%-23%左右，軟質(zhì)炭黑在23%-26%左右。

附聚體大小對電阻率的影響

附聚體大小對電阻率的影響，可以從混煉時間對電阻率的影響間接觀察到，因為混煉時間越長，附聚體的數(shù)量將增多，而大小將減少。

配有炭黑的配合料，通常是在低于聚合物軟化點的溫度下使用的，當溫度上升時，配有炭黑的配合料的電阻率會上升，這種現(xiàn)象被稱為此配合料具有正溫系數(shù)（PTC），這是因為多數(shù)聚合物的熱膨脹系數(shù)較炭黑為大，溫度上升時，炭黑聚集體接觸點間的間隙趨于增大。這種現(xiàn)象可應(yīng)用于開關(guān)電路中，使電路因溫度變化而開或關(guān)，或用以限制電路中功率大小。在這種應(yīng)用中有兩點很關(guān)鍵，一是并用幾種炭黑比單用一種炭黑在溫度變化時，電阻率的變化更敏銳。另一點是配合料的電阻率在經(jīng)歷多次溫度高低的周期性變化會發(fā)生變化，選用適當?shù)奶亢谄贩N、配合量和分散度可以降低這種溫度滯后性。