色素炭黑的生產(chǎn)工藝不同，表面化學(xué)性能也不同。大多數(shù)色素炭黑的真實(shí)表面積大于粒徑計(jì)算的幾何表面積。這是因?yàn)樘亢诒砻嬗泻芏辔⒖?，尤其是粒徑小?5nm的炭黑。
根據(jù)分析，酚基、醌基、羧基等基團(tuán)可在炭黑表面檢測到，這些酸基團(tuán)在氣黑和氧化爐黑表面的濃度特別高。吡喃酮結(jié)構(gòu)可在爐黑中檢測到，這決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)性含量可以判斷表面官能團(tuán)的濃度，也可以測量炭黑的極性。此外，由于碳黑表面積大，易吸附揮發(fā)性環(huán)境中的水分，因此在運(yùn)輸、儲存和使用過程中應(yīng)特別注意吸濕。
大部分是關(guān)于導(dǎo)電粒子接觸的幾何研究。理論認(rèn)為，碳黑填充量越大，碳黑顆粒或碳黑顆粒集合體的密度越大，顆粒之間的平均距離越小，相互接觸的可能性越高，碳黑顆粒或碳黑顆粒集合體形成的導(dǎo)電通道越多。不同極性聚合物和炭黑混合系統(tǒng)的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)越大，意味著系統(tǒng)的導(dǎo)電性下降，因?yàn)樘亢诒砻婧袕?qiáng)極性基團(tuán)，基極性大，功能增強(qiáng)，然后強(qiáng)度增加，但阻礙導(dǎo)電粒子本身的凝結(jié)，導(dǎo)致導(dǎo)電性差。然而，在由多組分基體樹脂和炭黑組成的混合系統(tǒng)中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會產(chǎn)生偏析。此時，導(dǎo)電性能取決于偏析相中炭黑顆粒的濃度和分布狀態(tài)，以及偏析相聚合物的比例。
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