漫話炭黑

周海濱 (杭州中策橡膠有限公司，浙江 杭州 310008) 編譯

漫話炭黑

周海濱 (杭州中策橡膠有限公司，浙江 杭州 310008) 編譯

較全面地闡述了炭黑的構(gòu)造，炭黑的特性及其炭黑的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)橡膠的混煉，擠出及硫化膠性能的影響。

炭黑;橡膠;結(jié)構(gòu)

0 前言

1910年，人類發(fā)現(xiàn)炭黑對(duì)橡膠有顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用，在這之前炭黑主要作為著色劑使用。炭黑起源于公元前16世紀(jì)古埃及，當(dāng)時(shí)，人們把它作為書寫用的黑色顏料，而煤則作為著色劑被廣泛使用。隨著印刷技術(shù)的發(fā)展，炭黑的需求大幅度上升并溶入了工業(yè)革命的潮流。之后，1892年以天然氣為原料在美國(guó)開始了槽法生產(chǎn)炭黑，1942年確立了現(xiàn)在作為主流炭黑的油爐法生產(chǎn)技術(shù)。油爐法的特點(diǎn)是能生產(chǎn)出具有不同粒徑，不同聚集體分布或者表面性狀的炭黑，現(xiàn)在已能夠生產(chǎn)出橡膠行業(yè)所需求的多種炭黑。針對(duì)橡膠行業(yè)新的需求，現(xiàn)在正致力于炭黑新品種的開發(fā)。

1 炭黑的構(gòu)造

炭黑通常是以1 mm左右的顆粒狀或者粉末狀產(chǎn)品使用的。圖1是炭黑的電子顯微鏡掃描示例。一次結(jié)構(gòu)的粒徑為10～100 nm左右。炭黑是大量的一次結(jié)構(gòu)凝聚體集合成不規(guī)則且形態(tài)復(fù)雜的聚集體，這種聚集體是不能再分離的炭黑的最小單位。聚集體比較容易凝聚在一起，形成結(jié)塊，在圖2的滲透型電子顯微鏡圖片中，箭頭所指的位置不能認(rèn)為是一次結(jié)構(gòu)之間的界面，而是相同結(jié)構(gòu)連接起來(lái)的狀態(tài)。根據(jù)X射線反射的結(jié)果，可確認(rèn)炭黑的結(jié)構(gòu)是①具有與石墨相同的單層石墨面②面的間隔比石墨更大一些③在與單層石墨面垂直方向上稍微有些偏離。……