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形成

炭黑一般是指碳單質(zhì)微粒，一般是由于有機(jī)物燃燒不充分，其中的氫元素和氧元素轉(zhuǎn)化為水，而碳元素燃燒不充分，就會(huì)脫離分子，形成炭黑。

形態(tài)

炭黑由碳組成，但通常被定為無機(jī)顏料類。炭黑是烴類經(jīng)氣相不完全燃燒或熱裂解而成的黑色粉末狀物質(zhì)。由于生產(chǎn)工藝的不同，通過不同的工藝條件可得到各種性質(zhì)不同的產(chǎn)品。

1） 炭黑的微觀構(gòu)造

炭黑粒子具有微晶結(jié)構(gòu)，在炭黑中，碳原子的排列方式類似于石墨，組成六角形平面，通常 3~5個(gè)這樣的層面組成一個(gè)微晶，由于炭黑微晶的每個(gè)石墨層面中，碳原子的排列是有序的，而相鄰層面間碳原子的排列又是無序的，所以又叫準(zhǔn)石墨晶體。

2） 炭黑的粒徑

顏料炭黑的粒子細(xì)度可低至5 nm，一般說來，炭黑粒子不是孤立存在的，而是多個(gè)粒子通過碳晶層互相穿插，形成鏈枝狀。不同生產(chǎn)工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子，燈黑生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對(duì)粗糙，而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細(xì)的產(chǎn)品。

碳黑主要性質(zhì)

（1）化學(xué)性質(zhì)

炭黑的生產(chǎn)工藝不同，則表面的化學(xué)性能也有差別。大多數(shù)炭黑的真實(shí)表面積大于由粒徑計(jì)算出的幾何表面積。這是由于炭黑特別是粒徑小于25nm的炭黑表面存在許多微孔。

（2）黑度

黑度是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強(qiáng)度。炭黑作著色時(shí)，黑度主要基于對(duì)光的吸收，對(duì)于特定濃度的炭黑，炭黑越細(xì)小，則光吸收程度越高。黑度除了受炭黑內(nèi)部的光吸收外，也受由于粒子表面幾何機(jī)構(gòu)的影響而產(chǎn)生了具有增亮效應(yīng)的光散射，這會(huì)降低黑度。隨著粒徑的減小，光散射程度降低。只有對(duì)于很細(xì)的炭黑，提高炭黑的濃度才能提高黑度，對(duì)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(yīng)降低。

（3）著色強(qiáng)度

著色強(qiáng)度可以理解為抵消白色顏料增白能力的效果。著色強(qiáng)度也是隨著原生粒子的粒徑減小和結(jié)構(gòu)的減小而提高。

（4）色調(diào)

“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(yīng)，也影響色調(diào)，炭黑越細(xì)，這種效應(yīng)越顯著。

（5）分散性

顏料黑越細(xì)，炭黑聚集體之間接觸點(diǎn)便越多，結(jié)果它們之間內(nèi)聚力越強(qiáng)，當(dāng)把顏料黑摻入料，即開始進(jìn)行始炭黑均勻分布時(shí)，則對(duì)分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開來，最終達(dá)到高的黑度和著色。

（6）光穩(wěn)定性

光會(huì)使塑料老化，尤其是陽光中的紫外線會(huì)加速塑料的老化。在配合運(yùn)用有機(jī)紫外光吸收劑和抗氧化劑可使壽命延長。顏料碳黑被認(rèn)為是很好的紫外線穩(wěn)定劑。顏料碳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（20 nm）與2%的相對(duì)粗粒徑的炭黑（95 nm）差不多具有同樣的光保護(hù)作用。

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