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如何提高炭黑的分散性？

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shzurui1的答復： 2012.9.21

CCBI專用炭黑品種中,低結構的R3、R5、MCF-2產(chǎn)品分散最難，其次是103、V4、V7產(chǎn)品，最易分散的是CM、ZH-2。
    對炭黑進行表面氧化、機械外力預處理可大大改善分散性能。而且，通過機械外力預處理加表面氧化可最終使所有專用炭黑的分散細度趨于一致（約20µm）
機械研磨預處理對炭黑分散細度的降低程度較氧化后處理大，這可能是以下兩個原因：
    炭黑在使用前以大量聚集體形態(tài)存在,機械外力破壞了炭黑附聚體結構，通過預處理，縮短了炭黑分散過程中的“解聚”時間，從而使炭黑在規(guī)定的時間內分散細度得到降低。
    在機械外力作用下,炭黑表面所產(chǎn)生的一些新的炭黑表面與空氣中的氧氣或添加的氧化劑發(fā)生反應，引入更多含氧基團，促進了炭黑分散過程的“潤濕”,使炭黑分散性得到提高。

碳黑（carbon black，又名炭黑），是一種無定形碳。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 由天然氣制成的稱“氣黑”，由油類制成的稱“燈黑”，由乙炔制成的稱“乙炔黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”。按炭黑性能區(qū)分有“補強炭黑”、“導電炭黑”、“耐磨炭黑”等�？勺骱谏玖希糜谥圃熘袊�、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補強劑。
     主要性質
   （1）黑度:是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強度。炭黑作著色時，黑度主要基于對光的吸收，對于特定濃度的炭黑，炭黑越細小，則光吸收程度越高。黑度除了受炭黑內部的光吸收外，也受由于粒子表面幾何機構的影響而產(chǎn)生了具有增亮效應的光散射，這會降低黑度。隨著粒徑的減小，光散射程度降低。只有對于很細的炭黑，提高炭黑的濃度才能提高黑度，對于粗大的炭黑，具支配因素的光散射程度因炭黑數(shù)增加而提高，黑度反而相應降低。
著色強度
  （2）著色強度可以理解為抵消白色顏料增白能力的效果。著色強度也是隨著原生粒子的粒徑減小和結構的減小而提高。
色調
  “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，也影響色調，原因如下：　當可將光穿過一主色為黑色的著色層時，短波的藍光比長波的紅光的散射效應更強烈。炭黑越細，這種效應越顯著。紅光成分由于散射損失較小，因此進入著色層的深度大一些。藍光總體散射強烈，在相反方向，即后方的散射也強烈，于是又從著色層中反射出來。當觀察反射過程時，經(jīng)細炭黑著色的出現(xiàn)藍色色調，會給人黑度更高的感覺。如果炭黑粗大，，則相應地呈現(xiàn)棕色色調。　當觀察透射過程時，相同的著色層（不完全透明的薄膜）的色調關系正好相反，隨著粒徑的減小，散射較強的藍光穿過著色層的深度較小，即藍光穿過著色層至另一面成分較少，從另一面穿出來。因此，由于在觀察的那一面缺少藍光成分，著色層在透射過程中觀察時，便呈現(xiàn)棕色色調�！‘斠遭伆追壅{灰（灰色色調）時的情形，與在透射過程中觀察主色的著色狀況相似，光線在含有黑色顏料塑料片中的白顏料中來回散射，越小粒徑的炭黑，會使可見光內藍光的散射越強，因此較多其余的紅光部分便透射過來，呈現(xiàn)出帶黃色色調的灰色，相反地，如著色時用粗粒徑的炭黑，尤其是較為粗大的燈黑，則會得到帶藍色色調的灰色。
  （3）分散性
顏料黑越細，炭黑聚集體之間接觸點便越多，結果它們之間內聚力越強，當把顏料黑摻入料，即開始進行始炭黑均勻分布時，則對分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開來，最終達到最高的黑度和著色。與高結構炭黑相比，低結構炭黑較有可能達到高的濃度，但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結構程度的影響，由于高結構炭黑具有良好的分散性能，所以其著色強度也就自然較強。
在使用粉狀炭黑時，會出現(xiàn)分散及令人頭疼的灰塵問題，因此，可使用母�；驖{狀物。
預制炭黑的價格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術投資少的優(yōu)點，炭黑制劑是有其價值的。
 （4）光穩(wěn)定性
光會使塑料老化，尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化。在配合運用有機紫外光吸收劑和抗氧化劑可使壽命延長。然而顏料黑仍然被認為是最好的紫外線穩(wěn)定劑。
顏料黑作為紫外光吸收劑，主要用作延長塑料制品在戶外使用壽命。
濃度為0.5%的小粒徑炭黑（20nm）與2%的相對粗粒徑的炭黑（95nm）。差不多具有同樣的光保護作用。

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