炭黑用量的合理選擇是十分重要的

炭黑由于其純度高，比電阻較大，制品硬度較大，因此炭黑基的人造石墨制品主要用于作電機(jī)電刷、滑動(dòng)觸頭、軸承、機(jī)械密封等機(jī)電行業(yè)用品。炭黑還可用于核工業(yè)等所需高純各向同性石墨制品。

炭黑在膠料中的用量，直接影響硫化膠的性能，諸如強(qiáng)度、耐磨性、硬度、伸長(zhǎng)率、耐屈撓性等，均有一個(gè)炭黑用量。所以，在配方設(shè)計(jì)時(shí)，炭黑用量的合理選擇是十分重要的。例如，硬度、定伸應(yīng)力、生熱等，均隨炭黑用量的增加而增加，而回彈性、膨脹率、伸長(zhǎng)率、電阻率、耐屈撓性等，均隨炭黑用量的增加而降低。但拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐磨性等，卻隨炭黑用量的增加而有一級(jí)大值。

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(xì)粒子炭黑時(shí)用量較少，而選用高結(jié)構(gòu)細(xì)粒子炭黑，用量還可減少，這樣就不至于因?yàn)橛昧窟^(guò)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(shí)際使用中有較好的耐磨性能。

一般的說(shuō)，在膠料中炭黑聚集體間的相互作用開始急劇增加時(shí)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(dá)到拉伸強(qiáng)度時(shí)的炭黑用量就趨于減少，通常炭黑用量在40-60份時(shí)既能賦予橡膠制品較好的性能指標(biāo)。配合量，硬質(zhì)炭黑在20%-23%左右，軟質(zhì)炭黑在23%-26%左右。

炭黑在塑料中的導(dǎo)電作用

炭黑在塑料中的導(dǎo)電作用來(lái)自于炭黑聚集體或附聚體之間的相互接觸所形成的導(dǎo)電通道。

當(dāng)炭黑在塑料中配合量較低時(shí)，炭黑聚集體在聚合物中分散，聚集體與聚集體之間相距約10nm或更遠(yuǎn)，這時(shí)配合料的電性能受聚合物相所支配是不導(dǎo)電。當(dāng)配合量增多時(shí)，聚集體之間的平均距離將減少。假設(shè)炭黑都被分散到單個(gè)聚集體的水平，而且所有的聚集體在配合料中分布是均勻的，那么配合料的電阻率在炭黑配合量增加到聚集體能相互接觸之前將保持不變，此后再增加微小的量就會(huì)迅速下降。然而，炭黑實(shí)際將被分散為1-10um大小不等的聚集體或附聚體，在附聚體所在區(qū)域或其內(nèi)部，炭黑的配合量將高于聚合物中炭黑配合量的平均值，因此其局部電阻率將較低，其次在配合料中聚集體和附聚體無(wú)序而非均勻分布的，因此在配合料的電阻率變化將較為平緩而不會(huì)十分陡峭。