炭黑是一種廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、油墨、涂料、染料等領(lǐng)域的重要填充劑和著色劑。為了發(fā)揮炭黑的最佳性能，必須采用有效的炭黑分散劑來分散炭黑顆粒。本文就炭黑分散劑的選擇及其對分散度的影響進(jìn)行分析。
一、炭黑分散劑的選擇
炭黑分散劑的選擇是多方面考慮的。一般來說，炭黑分散劑應(yīng)該具有以下特點：
1.良好的分散性能
2.與不同基體的相容性好
3.穩(wěn)定性好，不易分解或降解
4.對炭黑性能無不良影響
5.符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)
目前市面上常用的炭黑分散劑主要分為以下幾類：
1.陰離子表面活性劑
陰離子表面活性劑是炭黑分散劑中應(yīng)用較為廣泛的一種。它的分子結(jié)構(gòu)中含有疏水基和疏水基團(tuán)，可以與炭黑表面的羥基、羧基等進(jìn)行氫鍵作用，從而實現(xiàn)炭黑的良好分散。
常見的陰離子表面活性劑有：十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、聚羧酸鹽等。其中，SDBS是一種典型的炭黑分散劑，適用于各種基體的炭黑分散，但使用量不能過量，否則會影響材料的力學(xué)性能。
2.陽離子表面活性劑
陽離子表面活性劑是炭黑分散劑中的一類。這類表面活性劑分子中含有正電荷基團(tuán)，可以與炭黑表面帶負(fù)電荷的羥基、羧基等進(jìn)行靜電作用，實現(xiàn)炭黑的良好分散。
常見的陽離子表面活性劑有：十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)等。這類表面活性劑對分散效果顯著，但會對炭黑的表面性質(zhì)產(chǎn)生影響，降低其增強(qiáng)作用。
3.非離子表面活性劑
非離子表面活性劑是炭黑分散劑中的一類。它的分子結(jié)構(gòu)中既不含有正電荷基團(tuán)，也不含有負(fù)電荷基團(tuán)，可以與炭黑表面形成氫鍵或范德華力，實現(xiàn)炭黑的良好分散。
常見的非離子表面活性劑有：聚氧乙烯丙醚(Triton X-100)、聚羥基化脂肪醇(T-80)等。這類表面活性劑分子在水中的分子量較大，降低了分子的滲透壓，有利于炭黑分散。
二、炭黑分散劑對分散度的影響
不同的炭黑分散劑對炭黑分散度的影響是不同的。一般來說，炭黑分散劑的添加量、類型、分子量、極性等都會影響分散度的好壞。
1.添加量
炭黑分散劑的添加量對炭黑的分散度有直接影響。如果分散劑的添加量過少，無法與炭黑表面形成足夠多的化學(xué)鍵或靜電作用，導(dǎo)致炭黑粒子聚集，分散度變差。但如果分散劑的添加量過多，會產(chǎn)生過度分散現(xiàn)象，使得炭黑粒子過于分散，失去增強(qiáng)作用，甚至引起涂料或橡膠制品的不穩(wěn)定性。
2.類型
不同類型的炭黑分散劑對分散度的影響是不同的。一般來說，陰離子表面活性劑對不同基體的炭黑均有比較好的分散效果，但會對炭黑的表面性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，降低其增強(qiáng)作用。陽離子表面活性劑對分散效果顯著，但會對炭黑的表面性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。非離子表面活性劑對分散效果也很好，但添加量較大時會影響材料的穩(wěn)定性。
3.分子量
炭黑分散劑的分子量也會影響其對炭黑分散度的影響。一般來說，分子量較大的炭黑分散劑對炭黑的分散效果較好。這是因為分子量較大的炭黑分散劑分子在水中的分子量較大，降低了分子的滲透壓，有利于炭黑分散。
4.極性
炭黑分散劑的極性也會影響其對炭黑分散度的影響。炭黑表面一般帶有負(fù)電荷，因此帶有正電荷的陽離子表面活性劑能夠與炭黑表面進(jìn)行靜電作用，實現(xiàn)炭黑的分散。而帶有負(fù)電荷的陰離子表面活性劑能夠與炭黑表面進(jìn)行氫鍵作用，也能實現(xiàn)炭黑的分散。而非離子表面活性劑分子中不含有電荷基團(tuán)，可以與炭黑表面形成氫鍵或范德華力，實現(xiàn)炭黑的良好分散。
炭黑分散劑的選擇及其對分散度的影響需要在多個方面進(jìn)行綜合考慮，選擇適合自己產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝的炭黑分散劑。
