炭黑的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。同時(shí)，由于采用特定的生產(chǎn)方式，其表面受到氧化，含有較多的含氧官能團(tuán)而呈酸性。由凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中的粒子數(shù)量構(gòu)成的凝聚體組成的炭黑稱為高結(jié)構(gòu)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(dǎo)電性，并用統(tǒng)計(jì)方法解釋這個(gè)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(bǔ)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)。

炭黑的粒徑

顏料炭黑的粒子細(xì)度可低至5 nm，一般說來，炭黑粒子不是孤立存在的，而是多個(gè)粒子通過碳晶層互相穿插，形成鏈枝狀。墻面基材酸堿性對(duì)炭黑保色性的影響水性炭黑色漿穩(wěn)定的理想pH值在6。不同生產(chǎn)工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子，燈黑生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對(duì)粗糙，而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細(xì)的產(chǎn)品。用爐黑生產(chǎn)工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑，同一品種的炭黑，其粒子大小并不完全相同，呈現(xiàn)一個(gè)粒徑分布范圍。一般來說，粒子較細(xì)的品種，粒徑分布較窄。

對(duì)于炭黑色漿而言，存儲(chǔ)穩(wěn)定性也十分重要。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。若色漿的存儲(chǔ)穩(wěn)定性差，就會(huì)出現(xiàn)著色力下降、粘度上升等問題。例如，某廠提供的炭黑色漿在一次使用時(shí)，色漿的著色力和色相等都能達(dá)到相應(yīng)要求，而隨著時(shí)間的推移，色漿的著色力或色相出現(xiàn)了一定程度的下降和變化。這可能就是由于色漿存儲(chǔ)穩(wěn)定性不良，從而出現(xiàn)絮凝，造成炭黑顏料粒子的二次聚集，導(dǎo)致色漿的展色性能下降。使用者不一定發(fā)現(xiàn)色漿的流動(dòng)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。這就是常見的“返粗”現(xiàn)象。

使用者在選擇色素炭黑的時(shí)候首先要考慮下想要用色素炭黑達(dá)到一個(gè)什么樣的目的。“炭黑粒子”的光散射程度，隨著粒徑的減小而降低，除了影響增光效應(yīng)，也影響色調(diào)，原因如下：當(dāng)可將光穿過一主色為黑色的著色層時(shí)，短波的藍(lán)光比長波的紅光的散射效應(yīng)更強(qiáng)烈。著色、調(diào)色、抗紫外線還是起導(dǎo)電作用。如果想要達(dá)到著色的作用，那么就要選擇黑度高、粒徑小的炭黑，但一定要保證炭黑經(jīng)過公道的、完全的分散，否則反而會(huì)背道而馳，達(dá)不到原來要求。如果想要達(dá)到抗紫外線的作用，主要用在塑料和橡塑里，那么就要選擇中等粒徑、結(jié)構(gòu)稍高些的炭黑，它們的抗紫外線性能上佳。