一、什么是炭黑
炭黑是一种由碳元素组成的无定形黑色粉末，主要通过有机物（如天然气、重油、煤焦油等）在空气不足条件下不完全燃烧或热裂解制得。其颗粒极细，粒径通常在5纳米至500纳米之间，具有极大的比表面积（10-3000 m²/g）和独特的链状或葡萄状聚集体结构。炭黑因含碳量高（95%以上），并含少量氧、氢、硫等元素，被广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等工业领域。二、炭黑的基本性质
炭黑的某本性质主要有粒径、结构性和表面性质，它们对橡胶的工艺性能和补强效果有着重要的影响。炭黑的结构性指炭黑的形态。炭黑在不完全燃烧的高温区中生成的同时，粒子通过化学结合而生成三维空间的聚集体，即炭黑的一次结构。炭黑的一次结构在橡胶的加工过程中不易发生破坏，是炭黑在橡胶中的最小分散单位，两个或两个以上的聚集体因范德华力而凝聚成疏松结构的凝聚体，即炭黑的二次结构。炭黑的二次结构在橡胶加工过程中，由于机械的剪切力极易破坏。炭果的结构包括一次结构和二次结构。炭黑的结构性是指炭黑一次结构的程度，炭黑的结构越松散，其结构性越高，形态越复杂，枝权多内部空隙大，与橡胶结合形成的吸留橡胶越多，炭黑的结构性与其生产方法和所用原料有关，一般情况下，热裂法炭黑的结构性比槽法炭黑的结构性低，以天然气为原料的炭黑比以芳香油为原料的炭黑结构性低。炭黑结构性的测定方法可用吸油值法，在定量的炭黑中，加入适量的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，填充炭黑空隙，所需要的DBP体积越多，炭黑的结构性越高。
(三)结构性
炭黑的表面性质包括表面粗糙度和表面化学性质。表面粗糙度指发黑粒子表面存在零点几纳来到几纳米的微孔，这是炭黑在生成过程中受高温氧化气体的侵蚀而生成的，由于这种微孔很小，橡胶分子不能进人这些微孔，使得炭照与像胶能够产生有效作用的表面积下降，因而补强效果低。炭黑表面粗糙度的大小与其制造方法有关，一般情况下槽法炭黑粒子的表面粗糙度最大，炉法和热裂解法炭黑粒子的表面粗糙度较小，表面较光滑。表面粗糙度可用电子显微镜法、氮吸附法等进行测定，炭黑的表面化学性质与炭黑的化学组成和炭黑粒子的表面状态有关。炭黑主要是由碳元素组成的，含碳量为90%-99%，还有少量氧、氢、和硫等元素和少许挥发分及灰分。碳原子以共价键结合成六角形层面，所以炭黑具有芳香族的一些性质。炭黑在制造及贮存过程中，由于氧化作用，表面含有羟基、羧基、内酯基、醌基、酚基等含氧官能团。另外炭黑表面还存在大量的自由基，这些化学特性使得炭黑粒子表面具有一定的化学活性，化学活性越大，生成结合橡胶的数量越多，发黑的补强效果越好。
三、炭黑的代号如何看
首字母：表示硫化速度
N：正常硫化速度（Normal Cure）
S：慢硫化速度（Slow Cure）
第一位数字：反映粒径范围（单位：nm）
后两位数字：区分同一粒径范围内的不同结构或工艺（数值越大，结构性越高，吸油值越大）。
ASTM 粒径范围 名称 中文名称 N100 11-19 N110 超耐磨炉黑 N200 20-25 N220 中超耐磨炉黑 N300 26-30 N330 高耐磨炉黑 N400 31-39 N440 特导电炉黑 N500 40-48 N550 快压出炉黑 N600 49-60 N660 通用炉黑高 N700 61-100 N770 结构半补强炉黑 N800 101-200 N880 细粒子热裂炭黑 N900 201-500 N990 中粒子热裂炭黑
粒径与补强性：
数字越小 → 粒径越细 → 补强性越强（如N110 > N330）。
结构与吸油值：
同粒径下，数字越大 → 结构性越高 → 吸油值（DBP值）越大。
用途匹配：
轮胎胎面：选N100系列（如N115、N134）或HAF类；
橡胶制品：选N300、N500系列或SRF类；
导电材料：选XC-72、EC系列。
四、炭黑的五大特性
补强作用：在橡胶中可提升拉伸强度、耐磨性及耐老化性，轮胎中炭黑占比达20%-70%；
着色性能：黑度高、耐候性强，是油墨、涂料的核心黑色颜料；
紫外线屏蔽：吸收紫外辐射，用于塑料和涂料以延长产品寿命；
导电与导热：乙炔炭黑导电性接近石墨，含炭黑的橡胶导热性显著提升；
环保吸附：高比表面积使其在废气净化和水处理中发挥吸附作用
五、炭黑多元化的应用领域
密封材料：增强耐高温、抗老化性能，用于航空航天和机械领域。
2. 塑料与涂料
塑料改性：着色、抗静电、防紫外线，常以色母粒形式添加；
涂料增强：提高黑度、耐化学腐蚀性和附着力。
3. 油墨与电子
印刷油墨：色素炭黑决定油墨黑度和印刷质量；
电子产品：用于屏幕防反射层和电池导电剂。
4. 环保与能源
吸附剂：处理有机废气、重金属废水；
电池技术：作为电极导电材料提升循环寿命。
5. 特种领域
有机硅制品：增强纤维抗拉强度、密封材料耐久性；
军工与航空航天：耐极端环境的密封和导电组件。
来源：安源明派橡塑
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