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炭黑，是一種無(wú)定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，比表面積非常大，范圍從10-3000m2/g，是有機物（天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8-2.1。
炭黑粒子具有微晶結構，在炭黑中，碳原子的排列方式類(lèi)似于石墨，組成六角形平面，通常3-5個(gè)這樣的層面組成一個(gè)微晶，由于炭黑微晶的每個(gè)石墨層面中，碳原子的排列是有序的，而相鄰層面間碳原子的排列又是無(wú)序的，所以又叫準石墨晶體。
顏料炭黑的粒子細度可低至5nm，一般說(shuō)來(lái)，炭黑粒子不是孤立存在的，而是多個(gè)粒子通過(guò)碳晶層互相穿插，形成鏈枝狀。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)品相對粗糙，而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細的產(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，呈現一個(gè)粒徑分布范圍。一般來(lái)說(shuō)，粒子較細的品種，粒徑分布較窄。
炭黑的生產(chǎn)工藝不同，則表面的化學(xué)性能也有差別。大多數炭黑的真實(shí)表面積大于由粒徑計算出的幾何表面積。這是由于炭黑特別是粒徑小于25nm的炭黑表面存在許多微孔。
據分析，可在炭黑表面檢測如酚基、醌基、羧基等基團，這些酸性基團濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測到吡喃酮結構，這種結構決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團的濃度，也可測得炭黑的極性。另外由于炭黑的表面積較大，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分，所以炭黑在運輸，貯存及使用過(guò)程中要特別注意吸濕問(wèn)題。
炭黑按生產(chǎn)主要分為燈黑、氣黑、爐黑和槽黑。炭黑按用途不同，通常分為色素用炭黑、橡膠用炭黑、導電碳黑和專(zhuān)用碳黑。色素用炭黑，國際上，根據炭黑的著(zhù)色能力，通常分為三類(lèi)，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。橡膠用炭黑原來(lái)是按粒徑大小來(lái)分類(lèi)的，但后來(lái)改為按氮表面積分類(lèi)。按功能主要分為補強碳黑、著(zhù)色碳黑、導電碳黑等。 |
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