导电炭黑为什么具有导电性
导电炭黑的物理化学性质与其导电性有关。一般来说,粒子越小,导电性能越好,这是由于增加广单位体积内炭黑的粒子数,从而増加了接触点或在分散体系中减小了粒子间距,使电阻减小,导电性增加。细粒子炭黑具有很高的导电性。炭黑结构也是影响炭黑导电性的最重要因素,高结构炭黑较正常结构或低结构炭黑具有良好的导电性。这显然是由于炭黑的链枝结构(纤维结构)的存在,交织联结形成更多的导电通路所致。
导电炭黑炭黑粒子的内部微观结构的改变对他的导电性能有显著影响,石墨化的炭黑具有较高的导电率。当炭黑的表面含有挥发份或焦油状杂质,即溶剂抽出物时由于炭黑表面覆盖一层含氧化合物的膜使炭黑粒子表面形成一层绝缘层,这种绝缘层的存在会显著地增加炭黑的电阻。当把炭黑在真空或惰性气体加热除去含氧挥发份和油状杂质后,其电阻会显著减小。当炭黑粒径减小,即他的分散度增加时,由于在单位体积内粒子数目增加,也会是电阻减小。因此可以说 较细粒子的炭黑具有较好的导电能力,炭黑的结构是影响炭黑的导电性能的重要因素,这显然是由于炭黑链枝结构或纤维结构的存在。
导电炭黑表面挥发物或残留的焦油状物质(即溶剂抽岀物)使炭黑表面覆盖一层含氧化合物的膜成油状分子薄膜,形成了绝缘层,增加了炭黑的电阻,使导电性降低。将炭黑在真空或懵性气氛中加热除去含氧基团和油状物质后,导电性会明显增加。炭黑表面粗糙度,即孔隙性也影响炭黑的导电性。表面粗糙多孔的炭黑其导电性增加,这是由于当填充量一定吋,多孔的炭黑粒子比实心粒子的粒子间距要小。所以,导电性能好的炭黑要具备粒子细、结构高、表面 纯净、粗糙多孔的特点。
导电炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构导电炭黑。目前常用吸油值表示结构性,吸油值越大,导电炭黑结构性越高,容易形成空间网络通道,而且不易破坏。
导电炭黑添加越多,这种树脂与导电炭黑间的缺陷越严重,从而影响了涂层阻抗水分和氧气渗透的能力。由测试可知导电炭黑的添加量为2.1%~2.4%。导电炭黑所包含的氢含量是不一定的,导电炭黑微粒的表面附着了一层氢,对于较细粒径的导电炭黑,足以使氢含量全部分布在表面,对于低表面导电炭黑有一些氢结合在炭颗粒内部。