炭黑分散行為分析

炭黑分散行為分析

一、   炭黑的定義

烴類在嚴格控制的工藝條件下經(jīng)氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質(zhì)。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氫和硫等。炭黑粒子近似球形，粒徑介于10～500μm 間。許多粒子常熔結(jié)或聚結(jié)成三維鍵枝狀或纖維狀聚集體。

二、   影響炭黑分散的因素

（1）炭黑的分散過程主要受到三個因素的影響：

1、炭黑的本質(zhì)特性：炭黑的原始粒徑（比表面積）、結(jié)構(gòu)（吸油值）和表面各種基團（PH值及揮發(fā)份）都會對分散產(chǎn)生很大的影響。通常情況下炭黑的原始粒徑小、結(jié)構(gòu)低、揮發(fā)份低分散困難，反之則相對容易些。

2、使用者的配方：炭黑使用者的配方，基料、溶劑和樹脂的性能都會非常顯著地影響炭黑的分散情況，尤其是炭黑用樹脂的選擇。

3、分散設(shè)備：不同的分散設(shè)備在相同條件下的分散效果是完全不同的。正確選用分散設(shè)備是使用者須重視的。

（2）炭黑的本質(zhì)特性分析：

1、炭黑比表面積（原始粒徑）：單位質(zhì)量或單位體積中炭黑粒子的表面積。定義中可以得出，比表面積越大則原始粒徑越小，反之則粒徑較大。

2、炭黑的結(jié)構(gòu)（吸油值DPB）:炭黑吸油值，即DBP值 。在規(guī)定的試驗條件下，100g炭黑吸收鄰苯二甲酸二丁酯(DBP，di-n-butyl phthalate)的體積(cm3)數(shù)。用來表征炭黑的聚集程度。DBP值可以計算炭黑聚集體之間的空隙體積，故是炭黑聚集和附聚程度的量度。炭黑的二次凝聚體結(jié)構(gòu)是初次顆粒融合而成形成一種枝鏈結(jié)構(gòu)。通常相對較大而且復雜的聚集體的炭黑我們稱之為高結(jié)構(gòu)炭黑，聚集體范圍小的稱謂低結(jié)構(gòu)炭黑。這種結(jié)構(gòu)融合在生產(chǎn)過程當中會由反應器控制。

由上圖可以得出，結(jié)構(gòu)低既形成二次聚集體的炭黑粒子的粒徑較小，所以在解絮凝過程時很難把炭黑分散到接近原生粒徑，故低結(jié)構(gòu)的分散較難；反之則相對容易。

三、   炭黑分散過程分析

1、       炭黑粉體的解絮凝（潤濕）

由以上公式得出，降低分散介質(zhì)（水）的表面張力有利于炭黑粉體的潤濕。

2、       表面活性劑在潤濕過程中的作用

表活的加入，加快的粉體的潤濕并降低的新生粒子的表面能，對后續(xù)分散劑的穩(wěn)固分散發(fā)揮不可或缺的作用。

3、       分散劑的控絮凝

由以上可以看出，分散劑改變了顏料粒子緊密層的結(jié)構(gòu)或電荷的容量，多種錨固基團及顏料親和鏈段緊貼顏料表面，水溶性鏈段舒展在水分散介質(zhì)中，提供良好的空間位阻效應。

四、   涂易樂產(chǎn)品在炭黑分散中的應用推薦

1、       炭黑解絮凝助劑推薦

注：由于分散劑及炭黑區(qū)別，解絮凝助劑的選擇及加入量需根據(jù)實際研磨工藝確定。

2、       炭黑分散劑推薦

注：此推薦基于實驗室條件得出，具體客戶應用需根據(jù)實際情況做出調(diào)整。