颗粒导电炭黑的特性

未经造粒的粉状导电炭黑的表观密度(亦称倾注密度)很小,只在80~100kg/m³之间。其体积较大又易飞扬,给导电炭黑的包装、输送、仓贮以及混炼加工和分散都造成困难,所以除少量色素、电炭黑要求粉状外,几乎所有工业生产的商品导电炭黑都要经过湿法或干法造粒或压缩(乙炔炭黑)。造粒加工的增密作用有效地减小了单位质量导电炭黑的视体积。经过造粒的粒状导电炭黑的倾注密度约在200~300kg/m³之间。

造粒不但大大地减小了导电炭黑的视体积,而且使粒子成球形。并有一定的机械强度,在 收集包装输送以及橡胶配料混炼中易流动,不飞场。经过造粒,特别是湿法造粒,大大改善 了导电炭黑生产和使用的作业环境,减少厂污染。

为控制粒状导电炭黑的质量,对粒状导电炭黑制定了一系列检验方法。主要控制粒状导电炭黑的倾注密度、粒子尺寸分布、堆积密度、单个粒子破碎强度和细粉含量等指标。

    (1)倾注密度是粒状导电炭黑的主要指标。美国 ASTM-1765列出了所有橡胶用导电炭黑的典型倾注密度值,可以利用各种导电炭黑的倾注密度值在运输、装卸以及配料中进行质量和体积之间换算。

(2)粒子尺寸大小分布。为便于粒状导电炭黑的散装输送和分散,对粒状导电炭黑的粒子大小 和分布也有一定要求。ISO8511规定了测定方法。主要通过不同分样筛进行测定。5种分 样筛的筛孔分别为:2000μm(10目)、1000μm((8目)、500μm((35目)、250μm((60目)和125μm( (120目)。测定<125μm、125~250μm、250~500μm、500~1000μm、1000~2000μm和> 2000μm(各种尺寸间隔的粒子部分的质量,并计算相应部分的百分数。

(3)粒子堆积强度和单个粒子破碎强度,是反映粒状导电炭黑粒子对压碎的阻力,也就是粒 子的坚实程度的指标。造粒既要求粒子要有一定的强度,在贮存堆放中不易破碎,而又不 要太硬,以便于混炼和分散。 ASTMD1937标准方法是测定刚好使导电炭黑密集成块时的最小力如测出的力在一定界限以上,说明粒子过硬,导电炭黑混炼时分散困难;如测出的力过低,说明容易破碎成粉状而后密实成块状,这种粒子在装运贮存中容易堵塞管道和设备,使输送困难,混炼操作时又容易飞扬 ASTMD33313为测定单颗粒子破碎所需的力(mN)。该法总计测定20个粒子,然后计算平均压碎强度,在结果表示中也要表示最大和最小粒子强度值。商品导电炭黑的堆积强度一般在40~70N范围;单个粒子的平均压碎强度在10~50mN之间。

(4)细粉含量。粒状导电炭黑中也含有少量未成粒或破碎的导电炭黑粉末,称为细粉含量,细粉含量越少越好,通常不希望超过百分之几。