碳黑（carbon black）,，又名炭黑，是一種無定形碳,。輕,、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大,，范圍從10~3000m2/g,，

是含碳物質(zhì)（煤、重油,、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物,。比重1.8-2.1。

由氣制成的稱“氣黑”,，由油類制成的稱“燈黑”,，由乙炔制成的稱“乙炔黑”,。此外還有“槽黑”、“爐黑”,。

按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”,、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等,。

可作黑色染料,，用于制造中國墨、油墨,、油漆等,，也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。

? 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個這樣的層面組成一個微晶,，

由于炭黑微晶的每個石墨層面中,，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)品相對粗糙,，而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細(xì)的產(chǎn)品,。

? ? ? ?用爐黑生產(chǎn)工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑，同一品種的炭黑,，其粒子大小并不完全相同,，呈現(xiàn)一個粒徑分布范圍。

一般來說,，粒子較細(xì)的品種,，粒徑分布較窄,。

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)炭黑的真實表面積大于由粒徑計算出的幾何表面積,。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。

據(jù)分析,，可在炭黑表面檢測如酚基,、醌基、羧基等基團(tuán),，這些酸性基團(tuán)濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高,。在爐黑中可檢測到吡喃酮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)決定了爐黑的堿性性質(zhì),。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團(tuán)的濃度,，也可測得炭黑的極性。另外由于炭黑的表面積較大,，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分,，所以炭黑在運(yùn)輸，貯存及使用過程中要特別注意吸濕問題,。

大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究,。該理論認(rèn)為，炭黑填充量越大,，處于分散狀態(tài)的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大,，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高,，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導(dǎo)電通路也越多,。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)就越大,，意味著體系的導(dǎo)電性下降,，因為炭黑表面含有很強(qiáng)的極性基團(tuán)，基體極性大,，作用增強(qiáng),，這時強(qiáng)度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集,，以致導(dǎo)電性差,。但是在多組分基體樹脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同,，填充炭黑會產(chǎn)生偏析現(xiàn)象,，這時導(dǎo)電性能取決于炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態(tài)，還取決于偏析相高聚物所占比例。

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,，黑度主要基于對光的吸收，對于特定濃度的炭黑,，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,，這會降低黑度。隨著粒徑的減小,，光散射程度降低,。只有對于很細(xì)的炭黑，提高炭黑的濃度才能提高黑度,，對于粗大的炭黑,，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,。

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。

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),，原因如下：　當(dāng)可將光穿過一主色為黑色的著色層時,，短波的藍(lán)光比長波的紅光的散射效應(yīng)更強(qiáng)烈。炭黑越細(xì),，這種效應(yīng)越顯著,。紅光成分由于散射損失較小，因此進(jìn)入著色層的深度大一些,。藍(lán)光總體散射強(qiáng)烈,，在相反方向，即后方的散射也強(qiáng)烈,，于是又從著色層中反射出來,。當(dāng)觀察反射過程時，經(jīng)細(xì)炭黑著色的出現(xiàn)藍(lán) 調(diào),，會給人黑度更高的感覺,。如果炭黑粗大，則相應(yīng)地呈現(xiàn)棕 調(diào),。當(dāng)觀察透射過程時，相同的著色層（不完全透明的薄膜）的色調(diào)關(guān)系正好相反,，隨著粒徑的減小,，散射較強(qiáng)的藍(lán)光穿過著色層的深度較小,，即藍(lán)光穿過著色層至另一面成分較少，從另一面穿出來,。因此,，由于在觀察的那一面缺少藍(lán)光成分，著色層在透射過程中觀察時,，便呈現(xiàn)棕 調(diào),。當(dāng)以鈦白粉調(diào)灰（灰 調(diào)）時的情形，與在透射過程中觀察主色的著色狀況相似,，光線在含有黑色顏料塑料片中的白顏料中來回散射,，越小粒徑的炭黑，會使可見光內(nèi)藍(lán)光的散射越強(qiáng),，因此較多其余的紅光部分便透射過來,，呈現(xiàn)出帶黃 調(diào)的灰色，相反地,，如著色時用粗粒徑的炭黑,，尤其是較為粗大的燈黑，則會得到帶藍(lán) 調(diào)的灰色,。

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，則對分散要作的功便大,，以把炭黑粒子分隔開來,， 終達(dá)到 高的黑度和著色。與高結(jié)構(gòu)炭黑相比,，低結(jié)構(gòu)炭黑較有可能達(dá)到高的濃度,，但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結(jié)構(gòu)程度的影響,，由于高結(jié)構(gòu)炭黑具有良好的分散性能,，所以其著色強(qiáng)度也就自然較強(qiáng)。

在使用粉狀炭黑時,，會出現(xiàn)分散及令人頭疼的灰塵問題,，因此，可使用母?；驖{狀物,。

預(yù)制炭黑的價格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術(shù)投資少的優(yōu)點(diǎn),，炭黑制劑是有其價值的,。

光穩(wěn)定性

光會使塑料老化，尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化,。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,。然而顏料黑仍然被認(rèn)為是 的紫外線穩(wěn)定劑。

顏料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%的相對粗粒徑的炭黑（95 nm）差不多具有同樣的光保護(hù)作用。