导电炭黑综述

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3 R; C& o1 e8 c! E" h. E2 H' S8 m' C随着经济的快速发展和科学技术的突飞猛进，在许多存在静电危害的场所，如石油、化工、电子等行业的生产现场及储存仓库等，都无法避免装卸、搬运、堆码等动态摩擦作业。而这种摩擦过程将会产生静电，静电积累到一定的程度将会引发事故。在现代工业生产中，一些电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等制品广泛的应用以及现代生产过程的高速化，使得静电能积累到很高的程度；另一方面，静电敏感材料的大量生产和使用，如电子器件、轻质油品等，更容易产生大量静电，尤其在电子工业、石油工业、橡胶工业以及航空与军事领域，造成很大的安全隐患。
9 v+ Q1 E5 i9 v8 t  J1 E: I* r静电放电的危害往往为人们所忽视，但是其给人类造成的危害却是巨大的。在微电子技术领域，由于静电危害每年损失上百亿美元。因此，研究和防止静电对电子元器件等设备造成的危害，以保护其不受损害有着十分重要的意义。消除静电主要有以下几种办法：1.屏蔽法~采用等电位外壳将被防护的物件包围起来，使内部的物件也具有相等电位，不受外部静电放电的影响；2.接地法~通过接地连接将防静电物体的表面与大地等电位，使因摩擦或感应产生的静电电荷通过静电接地泄放到大地中；3.中和法~利用空气中的带电离子来中和物体表面的静电电荷的方法；4.抑制起电法~主要从静电产生的根源入手，减小摩擦起电的可能性。比如增加空气湿度，采用不易起静电的材料等。
导电炭黑作为有效的消除静电的导电介质，添加到高电阻高分子材料里面，能够起到有效的静电屏蔽和疏导作用。 导电炭黑是具有低电阻的炭黑。可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小，比表面积大且粗糙，结构高，表面洁净等。与传统的金属粉末或者其他导电粉末相比，具有密度低，添加量少，价格低，对物性影响小的特点，广泛地应用到国民经济中的各个行业。
1导电炭黑的介绍
导电炭黑按其导电性能和制造方法可分为：导电槽黑（CC）、导电炉法碳黑（CF）、超导电炉法碳黑（SCF）、特导电炉法碳黑（XCF）等、乙炔碳黑（ACEF）等。炭黑本身是半导体材料，导电炭黑具有较低的电阻率，能够使橡胶或塑料具有一定的导电性能，用于不同的导电或抗静电制品，如抗静电或导电橡胶、塑料制品、电缆料；还可以做干电池的原材料。
, k+ F6 J( K3 E) e+ J炭黑是一种粒状工业炭，经烃原料热裂解或分解而产生，粒径大小在15nm-300nm之间，在橡胶工业中是一种常见的填充材料。高导电的炭黑是一种空壳石墨结构，有断裂倾向，结构性高，易互相穿透延展成链状，尽管各个粒子是球形的，但它的熔聚体基本结构与随机分布的纤维导电系统相似，体积电阻率约为0.1-10Ω.CM，呈弱碱性，不同的炭黑结构性、粒径的分布都不一样，都会对导电性能和填充量产生极大影响。从理论上讲，炭黑的粒径越小、比表面积越大、结构性越高，导电性就越高。
2导电炭黑的主要应用领域
基于以上特点，导电炭黑的应用主要集中在以下几个方面：
◆ 抗静电包装——易燃品、军火、炸药、电子元件等； ◆ 电子组件的操作——运输箱、运输带、托盘； ◆ 薄膜——抗静电及导电薄膜，包装膜，行礼箱； ◆ 电缆及配件——绝缘/导电屏蔽，可剥离电缆，电缆护套等； ◆ 汽车工业——燃料喷射系统，抗腐蚀系统，燃料箱导管 ；◆ 传输系统——手机元件，升降机元件； ◆ 计算机、音响——计算机抗静电配件，CD播放机等； ◆ 卫生健康——医学应用，无菌室设备，工作场所的其它抗静电设施 ；◆ 抗静电地板、地毯、织物 ；◆ 地下暖气系统、加热元件、 传感器、导电开关； ◆ 硅氟橡胶补强导电填料 ；◆ 鞋材 ◆轮胎、密封设施——O型环、密封垫圈； ◆ 建材——涂料，门窗保安系统，水泥、油灰； ◆ 电机内衬抗震动系统。
3发展现状
我国的导电炭黑是在20世纪90年代才出现的炭黑产品,主要有3大类。第一类是重油造气副产炭黑；第二类是乙炔炭黑；第三类是油炉法导电炭黑。我国导电炭黑的生产厂家远不如国外。目前，炭黑生产厂家全国总计有上百家，但涉足导电炭黑生产的厂家不足10家，且产品的导电性、分散性、纯度等综合性能与国外产品还有比较大的差距。尤其是导电性好的产品分散性往往较差，而分散性好一些的炭黑产品导电性又不足，所以处于一种非常尴尬的局面。因此，要想满足市场对高品质导电橡胶、塑料、涂料的需求，我国的导电炭黑无论从从人才、生产、技术、研发等方面都需要下大力气，奋起直追才能迎头赶上。
世界上著名的炭黑生产商，如阿克苏公司、爱格富公司、卡博特公司、哥伦比亚公司等，长期以来投入大量人力、财力、物力，致力于开发生产高性能导电炭黑，并对其应用性能进行专门的研究，形成了适用于不同领域的导电炭黑品种。国外知名的导电炭黑有Ketjenblack（科琴黑）系列超导炭黑（Ketjenblack EC-300J和EC-600JD）、爱格富公司的A型、B型，美国卡博特CABOT的VXC 系列导电炭黑、赢创德固赛公司生产的PRINTEX XE2-B,PRINTEX L6, HIBLAXK 40B2等。这些公司的导电炭黑产品具有炭黑粒径表面粗糙、比表面积大、吸油值高、导电性好、纯净度高的技术特点。
" d$ N2 R9 ^) [: o- i# X4展望
- l. T! r1 `. R! b% _( |, J: A8 [导电炭黑由于其特殊的性能和发展前景，成为国内外大型炭黑公司竞相研发的重点产品。国际上著名的大炭黑公司均有导电炭黑产品，但各炭黑厂商对导电炭黑的开发生产和工艺技术实施严格保密并互相封锁。由于对导电炭黑认识深度不够导致开发滞后，国内动力锂电池、矿用管材、高压电缆行业用高品质导电炭黑被迫大量采用进口产品，导电炭黑的开发迫在眉睫。导电炭黑的微观结构决定其应用性能，通过对导电炭黑微观结构的剖析，建立其与调控技术之间的内在联系，对指导高品质导电炭黑的生产和应用具有非常重要的意义。

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wangshui

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