炭黑在高分子材料中的作用

　　炭黑可以在很多高分子材料中应用的，但是很少有朋友知道炭黑在高分子材料中可以做什么？起到什么样的作用，这里玖陆灵炭黑网的小鹿编辑就为大家介绍一下导电炭黑在高分子复合材料中的作用及炭黑在高分子材料中具有哪些作用。

　　炭黑在高分子材料中具有哪些作用

　　炭黑具有易获得、品种齐全、质量轻、导电性能稳定等特点，还具有补强、吸收紫外线等优点，是高分子材料导电中最通用的导电填料，导电炭黑又分为高导和超导等，关键看导电炭黑的吸油值、比表面、吸碘值等指标来决定炭黑的导电效果。如需达到更好的导电率，又不能影响高分子材料中的流动度和力学性能，可选择超导来填充，降低炭黑的添加量，使高分子材料的加工性能和力学性能不受太大的影响。

　　炭黑在高分子材料中的应用

　　炭黑是导电材料中应用最广泛的一种，通用的高分子材料与导电性物质通过填充复合。表面复合或层积复合等方式而制得，主要产品有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂等。

　　炭黑在高分子材料中的含量

　　炭黑的含量则直接影响到高分子混合物的导电性能，炭黑含量达到一个临界浓度高分子材料的导电性能才最佳。因此一般炭黑在高分子材料中加入量在5%-20%之间。含有这个比例炭黑的高分子材料的导电性能才是最好的。

　　高分子材料导电炭黑

　　导电炭黑填充到高分子材料中，都会降低其体积电阻率，其降低程度取决于炭黑粒子性能及其填充量。当炭黑的其他特性相同时，其原生粒子越细，原生聚集体越小，高分子混合物的体积电阻率就越低。导电炭黑结构的增加，高分子混合物的体积电阻率将减小。高导电性的炭黑基本性能必须是粒径小，比表面积大，结构高度发达，浮获π电子的杂质少，石墨化程度高和具有多孔性。高分子材料中，导电炭黑含量的多少，直接影响到导电网络的形成，要赋予高分子材料导电性，其导电炭黑含量必须达到临界浓度。不同的导电炭黑在同一高分子材料中的临界浓度不同。

　　橡胶高分子材料炭黑

　　通过加入无机材料改变其部分性状，让它更加适合这个用途，在密封条里添加炭黑就是典型的在高分子产品中添加纳米级材料进行改性的代表性例子之一，简单说来：炭黑是补强填充体系中重要的补强填充剂，对橡胶胶料的物理机械性能和加工工艺都有重要影响，但对于胶料的耐热、耐油、耐腐蚀性介质等性能的影响远不及橡胶、硫化体系以及防护体系大和直接

　　炭黑复合高分子材料的导电机理是什么?

　　导电炭黑在高分子材料中的导电机理：导电高分子复合材料的导电机理非常复杂，通常可分为导电回路如何形成和在回路形成后如何导电两方面来研究。

　　1.炭黑在复合高分子材料中导电通路形成理论

　　复合体系中导电炭黑的含量增加到某一临界含量时，体系的电阻率急剧降低。Miyasaka热力学理论，认为高分子树脂基体与导电炭黑之间的界面效应对导电回路的形成具有很大的影响。在复合物的制备过程中，导电炭黑粒子的自由表面变成湿润的界面，体系产生了界面能过剩，随着填料的增加，界面能过剩不断增大。当体系界面过剩达到一个与聚合物种类无关的普适常数之后，粒子开始形成导电网络，宏观上表现为电阻率突降。还有Kirkpatrick等人提出的统计渗滤模型，将导电填料视为点在数组上的随机分布，Guland在此基础上提出“平均接触数”m的概念，m在1.35-1.5之间电导率发生突变。Wessling等人则提出了“动态界面模型”，指出粒子移动的驱动力来源于体系的界面自由能，导电通路实际上是被〝冻结的耗散结构〞。而Gubbels等人则已经利用体系的能量最小化趋势和动力学特性成功地将炭黑粒子控制位于PE/PS的界面，形成最优导电通路结构。

　　2.炭黑在复合高分子材料中回路形成后的导电机理

　　回路形成后的导电机理也称为隧道效应，复合导电材料的导电性能是由三种导电机理作用的竞争结果。一般来说，在低填量低电压下，炭黑粒子表面场强一般小于106V/cm，隧道效应起主要作用；在低填量高电压下，炭黑粒子表面场强一般大于107V/cm，场致发射电流起主要作用；在高填量时，炭黑粒子密度高，可形成大量导电通道，导电能带作用更加明显。

　　通过以上玖陆灵炭黑网小鹿编辑为大家介绍的信息来看，炭黑在高分子材料中的作用不小，很多高分子材料都会用到炭黑，具体作用有补强、吸收紫外线、提供导电性能等作用。其实高分子材料中被填充炭黑后其体积电阻率就会大大降低，但是降低的程度则是由炭黑粒子的性能和其填充量所决定的。