炭黑的物理性質

密度
　　炭黑的密度有兩種，一種是真密度，即由組成炭黑的元素及結構(或晶體結構)確定，在沒有特別說明的情況下，炭黑的密度指真密度；另一種是傾注密度或視密度，其隨炭黑的加工條件變化而不同，需經常測定。視密度主要為工程設備以及包裝、貯運等容器的容積計算提供依據。 　　炭黑（熱量計）的石墨層間距比石墨大，其密度比石墨小。炭黑密度可用不同方法測定，最具代表性的測試方法有X射線衍射法和氦置換法。不同測試方法測定的炭黑密度不同。用X射線衍射法測定的炭黑密度一般為2.O4～2.11Mg·m；用氦置換法測定的炭黑密度一般為1.84～2.O6Mg·m，而石墨化炭黑的密度可達2.18Mg·m。

在橡膠工業(yè)中，多用常規(guī)混煉法將一定質量的炭黑混入已知密度的橡膠中，通過測試膠料密度來測定炭黑密度。用此法測定的橡膠用炭黑密度一般為1.80～1.86Mg·m，常取1.86Mg·m。粉狀炭黑（量熱儀）的傾注密度一般為30～48kg·m，增密后粉狀炭黑的傾注密度一般為8O～190 kg·m，濕法造粒炭黑的傾注密度一般為3OO～500 kg·m。粒徑小、結構高的炭黑傾注密度小。

導電性

炭黑的導電性與其結構(尤其是石墨微晶結構)、表面性質和粒徑密切相關。炭黑在橡膠中的導電原理主要有導電通道和場致發(fā)射等機理。導電通道機理是炭黑聚集體在膠料中相互接觸形成網絡狀通道而導電。場致發(fā)射機理是炭黑聚集體鏈之間的電勢差足夠大時會引發(fā)場致發(fā)射，使電子躍過勢壘而導電。根據這些導電機理得出，炭黑粒子越小，即單位體積膠料的炭黑粒子越多，炭黑粒子間接觸的幾率越大或粒子間間距越小，電阻越小，導電性越好。在粒徑相同的炭黑中，高結構炭黑的導電性好，這是高結構炭黑具有較多鏈枝，從而形成較多鏈枝交織的導電通道所致。炭黑表面揮發(fā)物或殘留焦油狀物多會在炭黑表面形成絕緣膜而降低炭黑導電性。將這類炭黑在真空或惰性氣體中進行加熱處理以除去表面絕緣膜，會使其導電性提高。表面粗糙度越大的炭黑導電性越好，這是因為在炭黑用量相同的膠料中，粗糙炭黑（全自動量熱儀）粒子間接觸的幾率比光滑炭黑粒子間大。

綜上所述，粒子小、結構高、表面純凈和表面粗糙度大的炭黑導電性好。制備導電膠料時，炭黑的用量不能小于某一臨界值，否則膠料中過少的炭黑不能形成導電通道或不能引發(fā)場致發(fā)射，使膠料的導電性不能達到要求。