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色素碳黑特性與應(yīng)用關(guān)系
　　一、黑度與粒徑
　　黑度直接與碳黑的粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積愈大，碳黑的黑度越高。這是因?yàn)楸M管原生粒子已熔合成原生聚集體，但是其比表仍能起作用，原生粒子細(xì)，則凝聚體的比表面積越大。所顯現(xiàn)的顏色更黑，防紫外線作用更佳。由于細(xì)粒子碳黑的吸光率比粗粒子碳黑的更高，所以著色力更強(qiáng)。但是當(dāng)粒徑減小時，由于藍(lán)光被優(yōu)先吸收，為此色調(diào)變成棕相。
　　細(xì)微原生粒子賦予碳黑更大的比表面積，同時增加分散難度，一般通過表面處理可調(diào)整潤濕性和改善分散性。
　　碳黑粒徑比表面積和性能關(guān)系

性能	高比表面積小粒徑	低比表面積 大粒徑	性能	高比表面積小粒徑	低比表面積大粒徑
主色黑度	更深	更淺	著色性	更高	更低
粘度	更高	更低	導(dǎo)電性	更高	更低
紫外光吸收	更好	更差	分散	更難	更易
潤濕	更慢	更快	成本	更高	更低

　　二、結(jié)構(gòu)
　　碳黑粒子不僅以原生粒子形式存在，而且在生產(chǎn)熔結(jié)成凝聚體。這種凝聚體是由原生粒子經(jīng)化學(xué)鍵結(jié)合。在凝聚過程中，由大量鏈枝的原生凝聚體構(gòu)成的碳黑稱為高結(jié)構(gòu)碳黑。而原生凝聚體由較少鏈枝原生粒子組成的碳黑，則稱為低結(jié)構(gòu)碳黑。見下圖：

　　碳黑的結(jié)構(gòu)即碳黑聚集體的形態(tài)，一般鏈枝越多越密其結(jié)構(gòu)越高，反之則結(jié)構(gòu)越低，碳黑結(jié)構(gòu)對性能的影響，見下表：碳黑結(jié)構(gòu)對性能的影響

　　三、表面化學(xué)性
　　碳黑的生產(chǎn)方法不同其表面化學(xué)性能各異。碳黑表面具有不同的含氧官能團(tuán)（如羧基、內(nèi)脂基、酚基、羰基等）。一般含氧官能團(tuán)高的碳黑，揮發(fā)份高，其色調(diào)可調(diào)性能好，其流動度也較高。碳黑樣品加熱至825±25oC后以百份重量損失表示碳黑揮發(fā)份。碳黑含氧基因越多，揮發(fā)份也越大……
　　四、吸濕性和密度
　　碳黑是一種表面積大的物質(zhì)，因此有一定的吸濕性。碳黑的吸濕量主要由表面積大小來決定。可加強(qiáng)措施，尤其在包裝、貯存和運(yùn)輸?shù)倪^程采取辦法以減少產(chǎn)品的吸濕性。因?yàn)樗郑ㄎ鼭窳浚┻^高會對加工過程帶來麻煩，所以要求對某些品種碳黑有特殊包裝。
粉狀的色素碳黑還是粒狀的色素碳黑用于給定的塑料摻混物取決于分散的類型和樹脂的特性，但加工能力也是很重要的因素，目前多數(shù)分散設(shè)備都能發(fā)揮剪切力，足以將粒狀分散均勻。

　　碳黑在塑料行業(yè)中的應(yīng)用在選擇之前，必須確定其用途，例如用于著色、防紫外光、或?qū)щ姷鹊取?BR>　　一、著色用碳黑
　　色素碳黑一般都能較好的給塑料著色，可根據(jù)著色特性或物化性能選用色素炭黑，著色用碳黑的品種的選擇基本上都是隨成品必須達(dá)到的黑度而定。 用極細(xì)的色素碳黑可以完成黑度要求特別高的著色； PE垃圾袋，塑料袋，電纜材料之類產(chǎn)品只需中等水平黑度，可以用比表面積較低，結(jié)構(gòu)較高的碳黑品種；塑料調(diào)色時，碳黑稱量和配料時出現(xiàn)的微小誤差，均會導(dǎo)致明顯的色差，因此，宜采用粒徑較大，著色力較差的低色素碳黑，這樣碳黑用量可以稍大，稱量誤差相對小些，并有分散性較好、價格較低的優(yōu)點(diǎn)。
　　對于灰色塑料，采用細(xì)粒色素碳黑往往呈現(xiàn)棕相灰色，而采用粗粒子色素碳黑可產(chǎn)生藍(lán)相灰色。
　　與其它有機(jī)顏料相比，碳黑除分散較困難外，其他性能均較好?？茖W(xué)的碳黑配合量，可提供較好的抗靜電或?qū)щ娦浴?BR>　　碳黑基本上是無毒的，但較易飛揚(yáng)和污染，故常以色母粒形式供塑料行業(yè)使用，在消除污染的同時也改善了碳黑在塑料中的分散。
　　碳黑作為塑料用顏料，常用的劑型有粉狀和粒狀。粒狀碳黑飛揚(yáng)較少，但分散較難，故在塑料著色中采用粉狀碳黑。

　　二、紫外線防護(hù)性的應(yīng)用
　　碳黑在塑料工業(yè)中用途之一是防紫外光老化，由于碳黑有較高的吸光性，因而能有效的防止塑料受陽光照射而產(chǎn)生光氧化降解。碳黑作為紫外光穩(wěn)定劑在塑料中所起的作用有：把光能轉(zhuǎn)化為熱能；保護(hù)塑料表面而免遭一定波長的射線照射；截取原子團(tuán)而產(chǎn)生防老化作用，從而阻止催化降解。紫外線對聚烯烴特別有害，試驗(yàn)證明當(dāng)一定細(xì)度的碳黑的濃度為百分之二時可以達(dá)到完美的紫外線屏蔽作用。
碳黑對塑料的紫外線老化的防護(hù)作用，取決于碳黑的粒徑、結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性。
　　碳黑的粒徑較小時，因表面積增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外線防護(hù)作用增強(qiáng)，但粒徑小于20nm，其防護(hù)作用趨于同一水平，　　原因是當(dāng)粒徑過小時，逆向散射減小，而繼續(xù)向前的光會威脅聚合物的穩(wěn)定性。
　　結(jié)構(gòu)較低，即聚集體尺寸較小時，因聚集體幾何體積較小，會增強(qiáng)對聚合物的防護(hù)作用，這也是結(jié)構(gòu)較低的碳黑較黑的原因。
　　碳黑表面含氧基團(tuán)較多，即揮發(fā)份較高時，能消除聚合物分解時產(chǎn)生的基因，因此防護(hù)作用也增強(qiáng)。

　　炭黑分散設(shè)備：

碳黑形狀	分散設(shè)備
粉狀	三輥機(jī)、碾磨機(jī)、園盤分散機(jī)、擠出機(jī)、高速混合機(jī)
粒狀	密煉機(jī)、雙輥機(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)