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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)。, m2 c% j3 K/ O2 K
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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。
  z. |+ F7 Y. u4 ~) Z0 M
; Q% |9 Z  S# d+ r$ S% x      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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比表面积.jpg
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粒径炭黑.jpg
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      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),。- o6 L: }7 g0 k& w, n

" S; X' k# M* I+ a& n1 b9 z8 \' E      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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6 ], ]' p3 J3 r& c; \5 s& [, _* j, R: O+ F* K

3 U9 c4 _$ H2 `4 e( p5 b二、结构性越高,导电性能越好。) @) ~& A4 ?3 n% Q2 i  }0 e
6 j/ [; Z) n. L8 {
      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。2 r0 h8 a& @( D2 `1 v6 x+ @
2 H' {) o$ l" \! k9 }6 k
      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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9 J0 Z, G& p  V( P/ E% d7 q      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。
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      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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* M, S* U  O- I5 |三、纯净度越高,导电性能越好。$ {+ z3 d/ A, d: `" ^% {, M! C2 \

( T; [, P( Y; A- {9 j) q      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。$ J+ V7 U; e8 S4 G, z$ z
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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。
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: Z0 i, e. D: I+ o( z. L      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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' ?5 z$ [8 k# ~6 V      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 + @3 S4 k& J5 {: x+ O# g
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酸碱度.jpg

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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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8 M2 T. S% X; ?6 I* Y( D5 R7 R4 h      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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  {+ g' o  k6 d! h! u
% e3 M: m7 _; X% F7 W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。! v8 l  K' N1 g3 i
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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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六、产品的一致性越稳定,炭黑的导电性越成熟。! {  C7 _9 f8 j0 s

  D0 e& @  h' g      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
- I' c8 {+ P. g3 u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。 ...
# G. N/ I0 c! i& T. a) i
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( H5 H1 P/ u; c+ w6 b
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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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
* U( r' |' [7 [5 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。 ...
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金属粉末导电剂,成本偏高。' C0 B$ p1 A& h/ K/ F

3 ?8 D4 i( y7 n( [& r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
9 i* n; Y8 k) w' {% O# O# D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: ]: d1 K
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 6 天前 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 5 天前 | 显示全部楼层
学习啦....
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