導(dǎo)電炭黑是一種純黑色的細(xì)?；蚍蹱钗?。不溶于水、酸和堿，能在空中燃燒。由于其導(dǎo)電性能強(qiáng)，被廣泛作為鋰離子電池的導(dǎo)電助劑。具有高孔隙的炭黑，在很低添加量下可以形成炭黑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并賦予產(chǎn)品優(yōu)良的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電性對(duì)比:超導(dǎo)電炭黑、特導(dǎo)

導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電性對(duì)比：導(dǎo)電炭黑按照導(dǎo)電能力強(qiáng)弱來(lái)分，從弱到強(qiáng)導(dǎo)電炭黑可分為：普通導(dǎo)電炭黑、超導(dǎo)電炭黑和特導(dǎo)電炭黑。普通導(dǎo)電炭黑的導(dǎo)電性能也就是一般，可以生產(chǎn)一些對(duì)導(dǎo)電性能要求不高的產(chǎn)品。

炭黑本身是半導(dǎo)體材料，超導(dǎo)電炭黑是指具有低電阻或高電阻的炭黑，能夠使橡膠或塑料具有一定的導(dǎo)電性能。產(chǎn)品都具有高比表面積、高結(jié)構(gòu)、高純凈度和導(dǎo)電性優(yōu)異的特點(diǎn)，既所謂的“三高一優(yōu)”。由于以上的特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域比普通市售炭黑也更廣泛并具有更突出的特性。超導(dǎo)電炭黑作為一種功能性的高導(dǎo)電填料，主要應(yīng)用在導(dǎo)電、防靜電、涂料、塑料、橡膠、油墨、電池、電纜等產(chǎn)品中。從各個(gè)跡象都能表明，現(xiàn)在的市場(chǎng)非常的需要超導(dǎo)電炭黑能夠得到進(jìn)一步的提高，所以要求能有更快的發(fā)展，以及更好地突破，來(lái)適用于更多的行業(yè)，為人們所應(yīng)用。

一、超導(dǎo)電炭黑的分散過(guò)程主要受三大因素影響

1、超導(dǎo)電炭黑的本質(zhì)特性：炭黑的原始粒徑、結(jié)構(gòu)和表面各種基團(tuán)都會(huì)對(duì)分散產(chǎn)生很大的影響。通常情況下炭黑的原始粒徑小、結(jié)構(gòu)低、揮發(fā)份低分散困難，反之則相對(duì)容易些。

2、超導(dǎo)電炭黑使用載體:基料、溶劑和樹(shù)脂的性能都會(huì)非常顯著地影響炭黑的終分散情況，尤其是炭黑用樹(shù)脂的選擇。

3、超導(dǎo)電炭黑的分散設(shè)備：不同的分散設(shè)備在相同條件下的分散效果是大不相同的。選用正確的分散設(shè)備是工程師必須重視的。

　　二、超導(dǎo)電炭黑在不同行業(yè)上的應(yīng)用

1、超導(dǎo)電炭黑添加在橡膠中，可使橡膠具有抗靜電及導(dǎo)電特性。用于天然橡膠及氯丁橡膠中，產(chǎn)生的炭黑會(huì)隨著溫度的升高而增大。

2、超導(dǎo)電炭黑應(yīng)用于涂料中，可用于石油化學(xué)品儲(chǔ)罐內(nèi)壁及導(dǎo)電地坪，可防止因靜電導(dǎo)致的火災(zāi)及爆炸。用于船底，可有效防止海洋生物附著在船底，有效防污。

3、超導(dǎo)電炭黑用于塑料可用于研制抗靜電材料，半導(dǎo)體材料等。

4、超導(dǎo)電炭黑用于鋰電池，添加少量即可達(dá)到效果，可將活性物質(zhì)的添加量提高，大大提高了電池的電流密度和電池容量，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命。

5、超導(dǎo)電炭黑用于導(dǎo)電膠粘劑，即可發(fā)揮粘接作用又可導(dǎo)電。

三、 超導(dǎo)電炭黑特點(diǎn)

1、導(dǎo)電性高：超導(dǎo)電炭黑粒徑小、比表面積大、結(jié)構(gòu)高、少量添加就能達(dá)到優(yōu)異的導(dǎo)電性能，能使產(chǎn)品具有終生導(dǎo)電及防靜電的性能。

2、分散性高：易于混合，將導(dǎo)電性及機(jī)械性能很好的平衡，最終使所得產(chǎn)品流暢。

3、純度高：優(yōu)異的生產(chǎn)工藝，使其獲得較高純度，從而使灰分、金屬含量降低。

四、 超導(dǎo)電炭黑用量

超導(dǎo)電炭黑的使用量為普通炭黑用量的1/2～1/5時(shí)，便可達(dá)到相同效果。

在通常情況下，在涂料中使用時(shí)，當(dāng)導(dǎo)電炭黑的添加量為～5%(重量百分比PWC)時(shí)，涂層面電阻為105～106Ω?？捎行г诰夡w中形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效提高導(dǎo)電性。導(dǎo)電炭黑應(yīng)用于橡膠，塑料，涂料等行業(yè)，可起到良好的防靜電作用，避免電荷積造成放電，影響生產(chǎn)安全。導(dǎo)電炭黑是所有的導(dǎo)電填料中效果好，成本低，不容易引起產(chǎn)品物理性能變壞的產(chǎn)品。

五、 影響超導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電性能的因素

1.炭黑粒徑

理論上,炭黑的粒徑越小,單位體積中的粒子數(shù)越多,有利于提高導(dǎo)電性。這在橡膠用導(dǎo)電制品中是正常的。但在用于導(dǎo)電塑料制品時(shí),若炭黑粒子過(guò)小,因塑料塑化后剪切力小,故分散性差,炭黑以大量的小團(tuán)塊存在于基料中,使導(dǎo)電塑料制品的力學(xué)性能降低,失去實(shí)用價(jià)值。所以要把炭黑的粒徑控制在一定范圍內(nèi),才能保證炭黑既可在塑料中獲得良好的分散,又可大大增加塑料中單位體積內(nèi)的炭黑粒子數(shù),提高塑料制品的導(dǎo)電性能,同時(shí)不破壞或少破壞制品原有的力學(xué)性能。

2.炭黑結(jié)構(gòu)

DBP值的大小代表了炭黑聚集體結(jié)構(gòu)的高低,一般說(shuō)來(lái),DBP 值高時(shí)炭黑呈鏈枝狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)電性較好。各種重油造氣副產(chǎn)品炭黑的DBP 值都非常高,而從電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)它們是空殼形態(tài)微觀結(jié)構(gòu),說(shuō)明其結(jié)構(gòu)并非很高。它的高導(dǎo)電性可能一是由于其單位質(zhì)量下體積更大的結(jié)果,二是剪切破壞了部分一次結(jié)構(gòu),產(chǎn)生了大量的新微粒。要獲得在塑料中好的導(dǎo)電性能,炭黑必須是粒徑較大,結(jié)構(gòu)不宜太高,好使炭黑的結(jié)構(gòu)成線狀結(jié)構(gòu)。一方面可促使炭黑在塑料中的分散,另一方面有利于形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),用少量炭黑即可達(dá)到抗靜電作用。

3.炭黑粗糙度

由于炭黑的導(dǎo)電需要有一定的粗糙度,使炭黑易形成導(dǎo)電通道,故要求炭黑的氮吸附表面積和CTAB表面積的差值較大。

4.表面揮發(fā)分

炭黑表面的揮發(fā)分主要是由一些有機(jī)基團(tuán)和未能完全裂解的油膜結(jié)成,形成一層絕緣層,增加了炭黑粒子之間的勢(shì)壘,嚴(yán)重影響導(dǎo)電性,必須將揮發(fā)分控制在較低限度內(nèi)。

5.灰分和水分

炭黑中灰分和水分含量高,實(shí)際上降低了炭黑的含量,同樣對(duì)導(dǎo)電性有不利的影響,在生產(chǎn)中要注意控制炭黑中灰分及水分的含量。相比之下Ketjen BlackEC 和乙炔炭黑的含炭量均高達(dá)99.8 %左右,而一般炭黑則不到98 %。水分含量一般應(yīng)控制在2.5 %以下,否則將產(chǎn)生大量的氣泡,影響制品的力學(xué)性能。

六、 超導(dǎo)電炭黑對(duì)比特性

超導(dǎo)電炭黑是一種特種炭黑，因其良好的導(dǎo)電性能和較高性價(jià)比，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電和防靜電制品。炭黑填充型導(dǎo)電高分子材料，包括功能高分子材料、新型涂料和新型橡膠塑料制品等，已廣泛應(yīng)用于礦用管材、電纜屏蔽、電子電器、石油化工以及交通車輛等諸多領(lǐng)域。此外，導(dǎo)電炭黑在能源領(lǐng)域，如(動(dòng)力)鋰離子電池、鉛酸電池和超級(jí)電容器中也受到青睞。

超導(dǎo)電炭黑產(chǎn)品主要有副產(chǎn)炭黑(重油造氣副產(chǎn)炭黑)、乙炔炭黑和爐法導(dǎo)電炭黑三大類型。三種導(dǎo)電炭黑差異較大：乙炔炭黑和副產(chǎn)炭黑DBP吸收值較高;副產(chǎn)炭黑和爐法導(dǎo)電炭黑比表面積較大，易吸收水分和熱減量較高。此外，乙炔炭黑純凈度高，灰分含量低，而副產(chǎn)炭黑雜質(zhì)含量大，灰分含量高。

超導(dǎo)電炭黑應(yīng)用性能與自身的導(dǎo)電性能密切相關(guān)。而其自身導(dǎo)電性主要取決于微晶結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)、聚集體結(jié)構(gòu)和粒度分布等四個(gè)方面。

根據(jù)乙炔炭黑、副產(chǎn)炭黑和爐法導(dǎo)電炭黑三種導(dǎo)電炭黑的 XRD圖譜可知，三種導(dǎo)電炭黑衍射峰均較寬，微晶呈“亂層結(jié)構(gòu)”。其中，副產(chǎn)炭黑和爐法導(dǎo)電炭黑的特征衍射峰(002)比乙炔炭黑的衍射峰更寬，非晶化程度較高。

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