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[技术] 判断炭黑导电性能的部分指标特征

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发表于 2024-12-30 12:12:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、BET比表面积越大,且原始粒径越小,导电性能越好。
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      单位质量或单位体积(真实体积)中炭黑粒子的BET总比表面积=外表面积(光滑表面)+内表面积(孔隙表面积)。! Y( {; P9 m) l7 P7 V( i) L
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      BET比表面积越大,且炭黑原始粒径尺寸越小,单位质量或体积内的颗粒就越多,越容易彼此接触形成网状通路,因此导电性就越好。5 T9 _, ^- ]0 c+ p8 U
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      采用高比表炭黑,能实现低比表炭黑实现不了的更高的导电率;如果只要达到同样的导电性能,高比表炭黑的添加量会减少。
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( [( {' m. \; a: l$ X( r/ q/ _. M
6 |7 n- p( ]% b! n      比如,G30的BET比表面积为90 m2/g,粒径为40 nm(纳米);H140G的BET比表面积为149 m2/g,粒径为30 nm(纳米);EH700G的BET比表面积为678 m2/g,25 nm(纳米),。
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- A$ n# A% {$ M% Z4 x      从导电性能来说:高比表粒状导电炭黑EH700G > 中比表粒状导电炭黑H140G > 低比表粒状导电炭黑G30。
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二、结构性越高,导电性能越好。  r5 a  e, V1 U( A2 N. P

/ [: S  E6 s9 J% K      炭黑的结构性是指炭黑的粒子与粒子之间聚结成链状的程度,组成聚集体的粒子越多,结构性越高,导电网状结构更完善,导电性越好。
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" n9 w8 x3 K) l2 a4 Q6 O7 s5 a      常用DBP吸油值表示炭黑的结构性,吸油值越大,炭黑结构性越高。
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结构炭黑3.jpg

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      比如,Li-2060的DBP吸油值为245 ml/100g;Li-H140的DBP吸油值为338 ml/100g;Li-EH700的DBP吸油值为446 ml/100g。) t( X1 V8 ?3 M# t% X! b9 n% F  `" |

8 O* d% O; G' p      从导电性能来说:高比表粉状导电炭黑Li-EH700 > 中比表粉状导电炭黑Li-H140 > 低比表粉状导电炭黑Li-2060,支链结构发达。
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/ ?1 R1 P: }( A% Q三、纯净度越高,导电性能越好。
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      灰分、水分(加热减量)、粗粒分(筛余物)、挥发分、含硫量、溶剂抽出物、金属杂质、颗粒杂质等各种杂质的含量越少,纯净度越高,导电性越好。0 d" `. C' u2 M! B; Y+ u9 V
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      从乙炔导电炭黑Li-140与典型炉法导电炭黑的纯净度对比的雷达图,可以看出,乙炔导电炭黑Li-140的纯净度高于典型炉法导电炭黑。

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纯净度对比.jpg

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四、炭黑的表面化学性呈碱性,导电性能更好。8 x& T+ Y$ [, g9 `8 k0 v! g: P
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      在炭黑生产过程中,炭黑表面常形成一些活性含氧基团,这些官能团的存在影响电子的迁移,会使导电性下降,可通过PH值来一定程度地表征该项指标。
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      表面官能团少的炭黑通常成弱碱性或中性,导电性能更好。

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官能团炭黑.jpg - a* U+ D# h) Z7 g0 P4 p

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      比如,Li-2060的pH值为9.0;Li-H140的pH值为9.6;Li-EH700的pH值为9.4。
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      从酸碱度来看:高比表粉状导电炭黑Li-EH700、中比表粉状导电炭黑Li-H140、低比表粉状导电炭黑Li-2060,酸碱度均呈弱碱性,且表面官能团数量合适可控。

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五、相对于粉状炭黑而言,粒状炭黑更适合导电高分子复合材料。
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      粒状炭黑不飞扬,环保,且比粉状炭黑加料方便,非常适合于在要求导电性/半导电性的高分子材料中作为导电填料。
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乙炔炭黑外观.jpg

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! T' u& }6 k% Z1 k! d6 g' Z( ~' z六、产品的一致性越稳定,炭黑的导电性越成熟。
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" i5 `* N2 Z1 R. d& V0 H      企业历史越久,且典型客户中大型客户越多,产品的一致性越稳定成熟。
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发表于 2024-12-30 12:45:42 | 显示全部楼层
学习学习,没有在研究过这方面的东西,不过我感觉表面积越小,料径越大,导电性会更好。
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发表于 2024-12-30 14:27:32 | 显示全部楼层
学习学习
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 楼主| 发表于 2024-12-30 14:51:32 | 显示全部楼层
心雨 发表于 2024-12-30 12:45) C. \' l" f- o9 }" j/ j
学习学习,没有在研究过这方面的东西,不过我感觉表面积越小,料径越大,导电性会更好。 ...

* o2 ]" i6 `$ C. Y# ~8 K比表面积越小、原始料径越大,相对容易分散,但导电性不足。
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发表于 2024-12-30 14:55:37 | 显示全部楼层
eastaegis 发表于 2024-12-30 14:51* U* _# Y' `1 z) a3 g! D
比表面积越小、原始料径越大,相对容易分散,但导电性不足。

% N- |& r8 f7 f5 M: @1 q; {6 {我过去测试过铝镀银的导电性,银粉粒子粗导电性好,不知道和炭黑有没有可参照性。
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 楼主| 发表于 2024-12-30 15:04:49 | 显示全部楼层
心雨 发表于 2024-12-30 14:55
% ^( z+ u; u6 ~) O% i1 w我过去测试过铝镀银的导电性,银粉粒子粗导电性好,不知道和炭黑有没有可参照性。 ...

, G; {. o" \% E" C( V2 q5 g金属粉末导电剂,成本偏高。4 ?  o7 z/ l  S8 S5 @& U! T# O# K

- G; c6 I( z: ]) _4 L$ R# O尤其是金粉、银粉。
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 楼主| 发表于 2024-12-30 15:13:48 | 显示全部楼层
心雨 发表于 2024-12-30 14:55% G  L9 {& e: ?% J: f
我过去测试过铝镀银的导电性,银粉粒子粗导电性好,不知道和炭黑有没有可参照性。 ...
5 X/ }: p& A+ [" s$ I
金属粉密度高,要注意其分散性,以避免影响复合材料的其他性能。
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发表于 2024-12-31 12:18:50 | 显示全部楼层
学习学习
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发表于 2025-1-2 10:27:01 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2025-1-3 08:50:48 | 显示全部楼层
学习啦....
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