"塑料導(dǎo)電專用炭黑的發(fā)展歷史

炭黑95 %以上用于橡膠制品,炭黑作為導(dǎo)電性材料,特別是乙炔炭黑,主要用于干電池中,在塑料中用作導(dǎo)電性功能填料是一個(gè)較新的領(lǐng)域。但乙炔炭黑的生產(chǎn)造成的環(huán)境污染比較嚴(yán)重,而且乙炔炭黑在橡膠、塑料中的加工性較差,制成品的力學(xué)性能也較差。合成氨重油造氣時(shí)副產(chǎn)的炭黑,由于其制造成本太高,而且它在塑料中的分散性非常差,使塑料制品的力學(xué)性能損失嚴(yán)重,因而不能用作導(dǎo)電材料,其在塑料中的使用價(jià)值、用量非常有限。油爐法炭黑品種中還沒有專用的塑料用導(dǎo)電炭黑,曾列入ASTM D 1765 —96a.“橡膠用炭黑”標(biāo)準(zhǔn)中的N472 (美國(guó)Cabot 公司生產(chǎn)的VXC-72) ,是60年代開發(fā)的一種橡膠用導(dǎo)電炭黑,由于它的粒徑較大,在塑料中的分散性也較好,是一種良好的塑料用導(dǎo)電炭黑。以后德國(guó)Degussa 公司開發(fā)了Corax L 系列導(dǎo)電炭黑,日本旭碳公司也于60 年代中期開發(fā)了一種橡膠用導(dǎo)電爐黑,等等。

炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院前幾年曾開發(fā)的橡膠用導(dǎo)電爐法炭黑TD 系列產(chǎn)品是基于降低炭黑粒子的粒徑,提高炭黑的比表面積來(lái)獲得較好的導(dǎo)電性,它們?cè)谙鹉z中使用時(shí)可以借助強(qiáng)勁的剪切力而獲得良好的分散,制得導(dǎo)電性好、力學(xué)性能好的導(dǎo)電橡膠制品。但當(dāng)將其用于塑料制品時(shí),依然存在力學(xué)性能差、使用效果不好的缺陷。這同樣是由于TD 系列炭黑不能在塑料中獲得良好的分散所致。

炭黑加入到塑料中后,由于炭黑的填充量和分散程度不同,使得炭黑在塑料中的導(dǎo)電機(jī)理是不相同的。一方面是由于炭黑發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu),使炭黑粒子之間相互接觸形成導(dǎo)電通道;另一方面是由于炭黑粒子數(shù)量不足,或分散均勻后,炭黑粒子之間不能相互接觸,在炭黑粒子之間有一層薄的樹脂形成勢(shì)壘,電子不能直接流通,但當(dāng)有電壓時(shí),電子可以靠隧道效應(yīng)導(dǎo)電,即電子要在勢(shì)壘處發(fā)生電子躍遷,形成隧道導(dǎo)電。實(shí)際上,在聚合物復(fù)合物導(dǎo)電過程中,這兩種導(dǎo)電機(jī)理是同時(shí)存在的,只是導(dǎo)電的效率不同而已。由于導(dǎo)電復(fù)合物在使用時(shí)的條件不同,如交流、直流、高頻、低頻、電磁波屏蔽等等,炭黑在其中的作用有所區(qū)別。"