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氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質。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。許多粒子常熔結或聚結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、炭黑的本質特性：炭黑的原始粒徑（比表面積）、結構（吸油值）和表面各種基團（PH值及揮發份）都會對分散產生很大的影響。通常情況下炭黑的原始粒徑小、結構低、揮發份低分散困難，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、分散設備：不同的分散設備在相同條件下的分散效果是完全不同的。正確選用分散設備是使用者須重視的。

（2）炭黑的本質特性分析：

1、炭黑比表面積（原始粒徑）：單位質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、炭黑的結構（吸油值DPB）:炭黑吸油值，即DBP值 。在規定的試驗條件下，100g炭黑吸收鄰苯二甲酸二丁酯(DBP，di-n-butyl phthalate)的體積(cm3)數。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構是初次顆粒融合而成形成一種枝鏈結構。通常相對較大而且復雜的聚集體的炭黑我們稱之為高結構炭黑，聚集體范圍小的稱謂低結構炭黑。這種結構融合在生產過程當中會由反應器控制。

由上圖可以得出，結構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，故低結構的分散較難；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（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，對后續分散劑的穩固分散發揮不可或缺的作用。

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構或電荷的容量，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中，提供良好的空間位阻效應。

四、   涂易樂產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別，解絮凝助劑的選擇及加入量需根據實際研磨工藝確定。

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實際情況做出調整。