色素碳黑特性与应用关系
　　一、黑度与粒径
　　黑度直接与碳黑的粒径相关，粒径越小，比表面积愈大，碳黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体，但是其比表仍能起作用，原生粒子细，则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑，防紫外线作用更佳。由于细粒子碳黑的吸光率比粗粒子碳黑的更高，所以着色力更强。但是当粒径减小时，由于蓝光被优先吸收，为此色调变成棕相。
　　细微原生粒子赋予碳黑更大的比表面积，同时增加分散难度，一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。
　　碳黑粒径比表面积和性能关系

性能	高比表面积小粒径	低比表面积 大粒径	性能	高比表面积小粒径	低比表面积大粒径
主色黑度	更深	更浅	着色性	更高	更低
粘度	更高	更低	导电性	更高	更低
紫外光吸收	更好	更差	分散	更难	更易
润湿	更慢	更快	成本	更高	更低

　　二、结构
　　碳黑粒子不仅以原生粒子形式存在，而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中，由大量链枝的原生凝聚体构成的碳黑称为高结构碳黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的碳黑，则称为低结构碳黑。见下图：

　　碳黑的结构即碳黑聚集体的形态，一般链枝越多越密其结构越高，反之则结构越低，碳黑结构对性能的影响，见下表：碳黑结构对性能的影响

　　三、表面化学性
　　碳黑的生产方法不同其表面化学性能各异。碳黑表面具有不同的含氧官能团（如羧基、内脂基、酚基、羰基等）。一般含氧官能团高的碳黑，挥发份高，其色调可调性能好，其流动度也较高。碳黑样品加热至825±25oC后以百份重量损失表示碳黑挥发份。碳黑含氧基因越多，挥发份也越大……
　　四、吸湿性和密度
　　碳黑是一种表面积大的物质，因此有一定的吸湿性。碳黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施，尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分（吸湿量）过高会对加工过程带来麻烦，所以要求对某些品种碳黑有特殊包装。
粉状的色素碳黑还是粒状的色素碳黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性，但加工能力也是很重要的因素，目前多数分散设备都能发挥剪切力，足以将粒状分散均匀。

　　碳黑在塑料行业中的应用在选择之前，必须确定其用途，例如用于着色、防紫外光、或导电等等。
　　一、着色用碳黑
　　色素碳黑一般都能较好的给塑料着色，可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑，着色用碳黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。 用极细的色素碳黑可以完成黑度要求特别高的着色； PE垃圾袋，塑料袋，电缆材料之类产品只需中等水平黑度，可以用比表面积较低，结构较高的碳黑品种；塑料调色时，碳黑称量和配料时出现的微小误差，均会导致明显的色差，因此，宜采用粒径较大，着色力较差的低色素碳黑，这样碳黑用量可以稍大，称量误差相对小些，并有分散性较好、价格较低的优点。
　　对于灰色塑料，采用细粒色素碳黑往往呈现棕相灰色，而采用粗粒子色素碳黑可产生蓝相灰色。
　　与其它有机颜料相比，碳黑除分散较困难外，其他性能均较好。科学的碳黑配合量，可提供较好的抗静电或导电性。
　　碳黑基本上是无毒的，但较易飞扬和污染，故常以色母粒形式供塑料行业使用，在消除污染的同时也改善了碳黑在塑料中的分散。
　　碳黑作为塑料用颜料，常用的剂型有粉状和粒状。粒状碳黑飞扬较少，但分散较难，故在塑料着色中采用粉状碳黑。

　　二、紫外线防护性的应用
　　碳黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化，由于碳黑有较高的吸光性，因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。碳黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有：把光能转化为热能；保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害，试验证明当一定细度的碳黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。
碳黑对塑料的紫外线老化的防护作用，取决于碳黑的粒径、结构和表面化学性。
　　碳黑的粒径较小时，因表面积增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外线防护作用增强，但粒径小于20nm，其防护作用趋于同一水平，　　原因是当粒径过小时，逆向散射减小，而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。
　　结构较低，即聚集体尺寸较小时，因聚集体几何体积较小，会增强对聚合物的防护作用，这也是结构较低的碳黑较黑的原因。
　　碳黑表面含氧基团较多，即挥发份较高时，能消除聚合物分解时产生的基因，因此防护作用也增强。

　　炭黑分散设备：

碳黑形状	分散设备
粉状	三辊机、碾磨机、园盘分散机、挤出机、高速混合机
粒状	密炼机、双辊机、球磨机、砂磨机

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