炭黑檢測(cè)解析終審稿)

1、炭黑檢測(cè)解析文稿歸稿存檔編號(hào)：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-炭黑檢測(cè)指標(biāo)解析炭黑是橡膠填料的主要原料之一，填料乂可以賦予橡膠其他高性能。比如，橡膠的磁 性，阻燃性，導(dǎo)電性，彩色等性能?？梢允巩a(chǎn)品擁有更高的性能用于各行各業(yè)，也可節(jié)約 成本。有人會(huì)問(wèn)，填料乂是什么？填料按功能分為補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑。補(bǔ)強(qiáng)劑包括炭黑，白炭 黑，超細(xì)無(wú)機(jī)填料等，填充劑包括陶土，碳酸鈣，膠粉，木粉等。那么主要原料的炭黑乂是如何檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)又有何意義呢？善貞實(shí)業(yè)就對(duì)炭黑各項(xiàng)指標(biāo) 做以下解析：一是檢測(cè)炭黑自身的性質(zhì)，二是檢測(cè)炭黑添加到膠料中以后膠料的性能。第一部分中的 指標(biāo)直接會(huì)

2、影響第二部分的檢測(cè)結(jié)果，二者有很密切的關(guān)系。以下是炭黑各項(xiàng)檢測(cè)：1 .雜質(zhì)炭黑的雜質(zhì)，一般是通過(guò)不同規(guī)格的分樣篩進(jìn)行測(cè)定的。將不能通過(guò)20目（篩孔直徑 840um）的過(guò)大顆粒稱(chēng)為雜質(zhì)。炭黑中的顆粒狀雜質(zhì)有硬炭、鐵屑、爐料碎屑以及包裝運(yùn) 輸過(guò)程中混入的異物等。硬炭是在炭黑生成反應(yīng)過(guò)程中由原料油液滴未經(jīng)氣化直接炭化形 成的焦粒狀物質(zhì)。正常的炭黑產(chǎn)品不允許有過(guò)大的顆粒雜質(zhì)（篩孔直徑840um）存在。2 .吸碘值、CTAB吸附比表面積、氮吸附比表面積、STSA這四項(xiàng)指標(biāo)是反映炭黑粒徑大小和比表面積，四種方法同時(shí)使用以便消除各種檢測(cè)手段 的方法誤差。它們均表明炭黑的粒子比表面積較小、直徑較大。比表面積是

3、指單位質(zhì)量或單位體積內(nèi)炭黑粒子表面積的總和。炭黑的比表面積分為外比表面積、內(nèi)比表面積和總比表面積。近年來(lái)，比表面積取代了粒徑作為炭黑品種分類(lèi)的主要依據(jù)。氮吸附比表面積:炭黑的粒子大小及其分年是炭黑的重要基本性能之一。粒徑直接影 響炭黑的其他性能和使用性能。炭黑的粒子大小及其分布對(duì)其使用性能有較大的影響，在 橡膠應(yīng)用中，粒子越小，填充橡膠硫化膠的強(qiáng)度（拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、抗撕裂性能）越 好，耐磨性能越高，反之上述性能降低。但隨著炭黑粒子直徑增加彈性好、生熱低。所 以，根據(jù)橡膠工業(yè)的不同使用要求，選用不同品種的炭黑。輪胎工業(yè)要求粒子細(xì)、質(zhì)量好 的炭黑品種用于胎面膠，提高輪胎的耐磨性和抗撕裂性能，從

4、面提高輪胎的壽命和行駛里 程。胎側(cè)膠、內(nèi)胎則要用粒子較粗的一些品種炭黑以適應(yīng)這些部位膠的彈性好、屈撓性能 好、低生熱等要求。在涂料工業(yè)和塑料工業(yè)中，黑度越高、導(dǎo)電性能越好。注：比表面積 與粒徑成反比。炭黑比表面積是炭黑重要指標(biāo)，比表面積的大小是劃分炭黑品種的主要指 標(biāo)，比表面積的大炭黑，特別是外比表面積大的炭黑，在橡膠應(yīng)用中賦予橡膠優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng) 性能。在著色用的油漆、油墨和塑料等工業(yè)中也賦予高的著色力。反之，比表面積較小的 炭黑則黑度較低，但具有良好的分散性、流到性和色相。STSA：測(cè)定外比表面積。3 . DBP吸收值和壓縮樣DBP吸收值這兩項(xiàng)指標(biāo)是反映炭黑結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性的，其中壓縮樣DBP吸收值

5、與膠料性能的相關(guān)性更 強(qiáng)，原因是這樣：炭黑中炭原子并不是以原子的形態(tài)存在的，而是很多個(gè)原子團(tuán)聚在一起 形成鏈枝狀的聚集體，我們稱(chēng)其為一次結(jié)構(gòu)或者原生結(jié)構(gòu)；靠著一次結(jié)構(gòu)之間的分子間力 的作用等，聚集體彼此吸引形成更大的復(fù)聚體團(tuán)塊，我們稱(chēng)其為二次結(jié)構(gòu)。二次結(jié)構(gòu)不穩(wěn) 固，在膠料加工過(guò)程中就會(huì)被破壞，因此炭黑最終在膠料中的存在形態(tài)是一次結(jié)構(gòu)。DBP 吸收值測(cè)出的是炭黑在自然狀態(tài)下，即一次結(jié)構(gòu)二次結(jié)構(gòu)并存的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，而壓縮樣DBP 吸收值是經(jīng)高壓將炭黑的二次結(jié)構(gòu)全部破壞成一次結(jié)構(gòu)后得到的炭黑結(jié)構(gòu)指標(biāo)，因此它更 能體現(xiàn)的是炭黑在膠料中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，顯然與膠料性能的相關(guān)性更強(qiáng)。減少混煉過(guò)程的耗能、生熱等，改善

6、了膠料的加工性能。炭黑空隙體積與結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，結(jié)構(gòu)高的炭黑存 在較大的空隙體積，結(jié)構(gòu)低的炭黑則空隙體積較小。4 .著色強(qiáng)度著色強(qiáng)度是度量炭黑染黑白色原料的能力。5 .加熱減量測(cè)定炭黑的水分；不超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水分含量對(duì)橡膠制品及硫化工藝無(wú)影響，但水分過(guò) 高時(shí)會(huì)使硫化膠出現(xiàn)氣泡，促使布層制品附著力降低而影響制品質(zhì)量。6 .傾注密度傾注密度是粒狀炭黑的主要指標(biāo)。未經(jīng)造粒的粉狀炭黑的表觀密度（亦稱(chēng)細(xì)粉含量）很 小，只有80-190Kg/nf之間。其體積較大有易飛揚(yáng)，給炭黑的包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)以及混煉 加工和分散都造成困難，所以除少量色素炭黑要求粉狀外，幾乎所以工業(yè)生產(chǎn)的商品炭黑 都要經(jīng)過(guò)濕法或干法造粒

7、或壓縮（乙烘炭黑）。造粒加工的增密作用有效地減少了單位質(zhì) 量炭黑的視體積。經(jīng)過(guò)造粒的粒狀炭黑的傾注密度約在300-500Kg/nf之間。善貞實(shí)業(yè)與國(guó)際品牌尼鐵隆，歐力隆為長(zhǎng)期合作伙伴，在炭黑領(lǐng)域致力打造高品質(zhì)、 高性能、嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并著力提供橡膠解決方案，為大家建議及解決目前存在的問(wèn)題。 誠(chéng)秉誠(chéng)忠理念，對(duì)出品的產(chǎn)品保證每批貨遠(yuǎn)超所屬性能。7 .定伸應(yīng)力定伸應(yīng)力實(shí)質(zhì)上是反映了硫化膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在外力作用下抵抗變形的能力。將硫化膠試樣 拉伸到一定伸長(zhǎng)時(shí)所需的應(yīng)力，除以試樣拉伸前的橫切面積，所得的值叫定伸應(yīng)力。拉伸 300%時(shí)定伸應(yīng)力常用作衡量硫化膠補(bǔ)強(qiáng)性的尺度。定伸應(yīng)力受炭黑結(jié)構(gòu)的影響較大，結(jié)構(gòu) 升

8、高，定伸應(yīng)力隨之上升，另外，定伸應(yīng)力與炭黑比表面積及表面活性也有一定的關(guān)系。在硬質(zhì)炭黑系列中，隨著比表面積的增大，定伸應(yīng)力下降，在軟質(zhì)炭黑系列中，隨著比表面積的減少，定伸應(yīng)力下降。再有，表面活性越高，則定伸應(yīng)力越大。300%定伸應(yīng)力越 高，扯斷伸長(zhǎng)率越小使得膠料的韌性越好。8 .灰分炭黑的灰分可定義為在高溫爐中燃燒后殘留物的量。炭黑中的灰分主要來(lái)源于原料油和 工藝用水（急冷、濕法造粒）中的無(wú)機(jī)物和溶解的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。通常炭黑的灰分含量小于 0. 5%,不會(huì)對(duì)炭黑的應(yīng)用產(chǎn)生影響。但在一些特殊的應(yīng)用中，如電纜料中的導(dǎo)電炭黑，則 要求雜質(zhì)和灰分含量都很低，否則會(huì)產(chǎn)生放電事故而損害制品。9 . 45 Rm

9、, 150 Um, 500 Um 篩余物含量炭黑的雜質(zhì)，一般是通過(guò)不同規(guī)格的分樣篩進(jìn)行測(cè)定的。將不能通過(guò)35目（篩孔直徑 500um）的殘留部分稱(chēng)為35目篩余物，不能通過(guò)325目（篩孔直徑45um）的殘留部分稱(chēng)為 325目篩余物。這三項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于熱裂解法炭黑來(lái)說(shuō)是非常重要的，尤其是45um篩余物含 量一值，他的大小直接影響了制成品外觀的光亮程度、后續(xù)處理等方面。45 Um篩余物含 量越低，制品就越光亮，外表越美觀?，F(xiàn)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈使得大家對(duì)高端制品內(nèi)、外品 質(zhì)都追求卓越，因此極低的45 Hm篩余物含量能夠吸引采購(gòu)者們的眼球。10 .細(xì)粉含量粒狀炭黑中也含有少量未成粒或破碎的炭黑粉末稱(chēng)細(xì)粉含量，細(xì)粉含量越少越好，通常 不希望超過(guò)百分之幾。11 . pH 值這項(xiàng)指標(biāo)是反映炭黑表面化學(xué)性質(zhì)的。更準(zhǔn)確地說(shuō)，PH值反映了炭黑表面的酸堿性，PH 值的大小是影響膠料焦燒時(shí)間（T35）的因素之一，PH值越低，T 35就越長(zhǎng)。實(shí)際上焦燒 時(shí)間和膠料半成品的H硫化時(shí)間正向相關(guān)，如果T35較短，膠料在轉(zhuǎn)入制成品加工之前就 自硫化了，膠料變得難以加工，這是我們不希望發(fā)生的；而如果T35較長(zhǎng)，膠料在轉(zhuǎn)入制成品加工之后要一段時(shí)間才能開(kāi)始硫化，這樣又浪費(fèi)了時(shí)間和能源，也是我們不希望發(fā)生 的，因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中比較接受的T35在10