探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究

隨著炭黑填充量的增加，電阻值降低。一般在臨界體積分?jǐn)?shù)處，其電阻值急劇降低。國內(nèi)外探討填充量依賴性的種種研究，大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究。該理論認(rèn)為，炭黑填充量越大，處于分散狀態(tài)的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導(dǎo)電通路也越多。

不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大

　　不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)就越大，意味著體系的導(dǎo)電性下降，因?yàn)樘亢诒砻婧泻軓?qiáng)的極性基團(tuán)，基體極性大，作用增強(qiáng)，這時(shí)強(qiáng)度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集，以致導(dǎo)電性差。聚比聚、聚乙烯極性要強(qiáng)些，與炭黑極性更相近，所以達(dá)到相同的導(dǎo)電率需要更多的炭黑。

　　但是在多組分基體樹脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會(huì)產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，這時(shí)導(dǎo)電性能取決于炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態(tài)，還取決于偏析相高聚物所占比例。

現(xiàn)在急需使用塑料導(dǎo)電專用炭黑的導(dǎo)電塑料制品

現(xiàn)在急需使用塑料導(dǎo)電專用炭黑的導(dǎo)電塑料制品主要有100 000 kV 以上高壓電纜的半導(dǎo)電屏蔽料。從調(diào)查的結(jié)果看,目前用于高壓交聯(lián)電纜的內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽電纜生產(chǎn)線有60 多條(從國外引進(jìn)30 條,國內(nèi)制造20 多條) ,生產(chǎn)能力約為50 Mm/ a ,約需半導(dǎo)電屏蔽料25 kt 。 實(shí)際上,每條生產(chǎn)線都開工不足,但即使按10 kt/ a 計(jì),其中塑料導(dǎo)電專用炭黑的填充量一般為30 % ,則半導(dǎo)電屏蔽料中塑料導(dǎo)電專用炭黑的用量也可達(dá)3 kt/ a左右。由于進(jìn)口塑料導(dǎo)電專用炭黑價(jià)格太高,國內(nèi)塑料生產(chǎn)廠家難以承受。電纜廠的高壓交聯(lián)半導(dǎo)電料也有20 %需進(jìn)口。

橡膠用導(dǎo)電爐法炭黑TD系列

炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院前幾年曾開發(fā)的橡膠用導(dǎo)電爐法炭黑TD系列產(chǎn)品是基于降低炭黑粒子的粒徑,提高炭黑的比表面積來獲得較好的導(dǎo)電性,它們?cè)谙鹉z中使用時(shí)可以借助強(qiáng)勁的剪切力而獲得良好的分散,制得導(dǎo)電性好、力學(xué)性能好的導(dǎo)電橡膠制品。但當(dāng)將其用于塑料制品時(shí),依然存在力學(xué)性能差、使用效果不好的缺陷。這同樣是由于TD 系列炭黑不能在塑料中獲得良好的分散所致。