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发表于 2008-5-8 09:04:40
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来自： 中国台湾
导电炭黑的应用. a- _9 N4 p. l8 l% b/ h0 u; i' X
1 概述5 J( O8 N' w7 G$ s9 p
随着经济发展和技术进步，对导电性功能高分子材料的需求显著增长。炭黑填充型（或称添加型）导电高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与导电炭黑进行复合而制得的一种功能材料。) y r2 G6 ~1 M- w- K1 g C
导电炭黑亦称特种炭黑或专用炭黑，因其性能优异、价格相对低廉，被导电和防静电行业广泛使用。炭黑填充型导电高分子材料已逐步形成一个新兴的化工产业，包括功能高分子材料、特种和新型涂料、辐射交联材料、特种和新型橡胶塑料制品等十余类，日益受到人们广泛的关注，广泛应用于矿用管材、电缆屏蔽、活性炭加工、航天航空、电子电器、石油化工、交通车辆等国民经济诸多领域。
- j' C% F' r$ ]1 ?2 z7 u% B% F$ T2 导电炭黑的种类6 n5 W) h1 s1 E
部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号见表1。8 }2 @6 n" G7 H* r$ Z0 k
表1 部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号
, r! q, L8 a5 h. A1 a序号 生产商 导电炭黑牌号
B# n9 ~, d$ _0 w1 Cabot卡博特公司 BP2000，Vulcan P，Vulcan XC—72， BP2，BP7
9 r7 Z3 e4 K0 X$ S2 P2 Degussa德固萨公司 Printex XE2B ，Printex L，L6，XE2
5 ?$ Y2 i- Q3 {2 n% b7 }3 AKZO阿克苏公司 ketjen black EC-600JD，EC-300J
. N9 v/ Q6 m+ }% |% a4 Columbian哥伦比亚公司 Reven 14，16，975，SC，C/ X. |/ ]! Z- N; g. A' v# ~$ x
5 TIMCAL特米高公司 Ensaco350G，250G
3 B4 C0 o; H7 Q6 Agrofert爱格富公司 CHEZACAR-A，CHEZACAR-B
, W; f/ C5 I: R9 J* m$ n/ r7 Mitsubishi三菱化成公司 3030#，3150#，3250#，3750#，3950#
& s$ Y4 q/ ^! }. a8 KCB公司 40B1，40B2
6 J7 w _# a ~; s1 ?" E& Q9 九江亚米特石化有限公司 YML-100，YML-200, z$ T* q$ E: j, ~- b7 I1 ]! C
10 临淄华光化工厂 HG-1P，HG-1B9 V' e: g6 J* W
11 中橡集团炭黑院 Vl， SL10
2 \% O! J0 \5 V6 I( j6 c7 k) m$ Y近年来，临淄华光化工厂和九江亚米特石化有限公司一直致力于SHELL导电炭黑的研发，且兼顾了成本和性能的平衡，应用于不同的领域，SHELL导电炭黑的导电性能得到了广大用户的认可。
0 [" N/ o, G+ X* h' D6 J' ?# h 3 导电炭黑的应用领域' W: G+ ]3 R$ g
导电炭黑是复合型导电材料的重要填料。复合型导电材料一般根据其体积电阻率的大小划分为半导电体、防静电体、导电体、高导电体。各类用途的体积电阻率列于表2
! L c' d4 G: Z 炭黑填充型导电高分子材料主要作为防静电、半导电用途，其应用实例列于表3。
5 P1 O- s6 ?4 }8 o: O. G表2 高分子材料各类用途的体积电阻率* Z7 V& Y6 p3 d2 J. k/ Z; J/ i( o4 W$ A. Y
类别 半导电 防静电 导电 高导电
+ f7 \" B1 Y: @体积电阻率/Ω•cm 107～1010 104～107 102～104 10-3～1023 E% M: B9 m* C! V; w
表3 炭黑填充型导电高分子材料应用实例% J. p5 q9 M3 _( q8 F
材料 应用实例 基材树脂) o/ K/ ~$ {+ _
半导电# K5 C2 n! ]' P! n+ a5 L+ \7 R) w
材料 静电记录纸，感光纸; b. U$ |) p! S8 z. h
电子设备外壳 合成涂料3 U! `7 o) y7 W. @9 p) P# S
塑料、橡胶料
; a) t- i: U3 A7 t/ w. @4 \防静电
6 p# Z2 O( v% j; X, Y6 L1 o材料 煤矿井下用管材
% O9 E7 ^! f* S2 A防静电成型品（外壳、片材）: Y% C) }4 x! Q; f5 G8 i" G
防静电输送带及软管. k; {' `9 f( m, ?0 x; u
防静电胶辊，复印机辊，印刷机辊，) ^# G g5 |: i+ `7 K( X, ?
防爆电缆，导电轮胎( {# g# |7 o0 B) k, P& V! M
与集成电路有关的搬运箱、保管用托架、盘、袋等 PE、PVC
: q# x3 @3 d! p/ xPS、ABS 、PE、PVC3 d0 [4 G6 Y; {; w' Z
弹性体
9 N* \) l- j0 O1 P* O弹性体
v0 D; L% \; v/ N3 `" G# J弹性体
, t; \8 ~" L. p* Q6 Z- FPE、PVC、PP、PS、ABS
6 t" n# ^* j3 p' w, Y& s导电* Z, C g4 d6 g8 `% X- e
材料 面状发热体
8 m$ |$ z" p) {3 G7 |CV电缆的半导电层6 r5 Z6 p( }7 p6 B; M
导电薄膜 塑料类. P% o# ]/ `" o* g) ]* T8 u8 h9 f% l
PE、EVA1 @' Y$ E# @+ m# s5 V4 C0 }+ c, \! L
硅橡胶
" J& P: V: {/ Q& W. p9 e: b/ P高导电# y, B( ~- b% M
材料 电磁波屏蔽料3 X) m7 b* @, K- `2 V
导电油墨、涂料及粘结剂
3 G5 a3 J! e: M: u, Y( S0 c% i L高端电子接点 塑料类
. v% q5 D( D( }* P, T2 Z树脂类/ r5 K- v" J( O8 M3 u
硅橡胶+ D: I6 p4 G+ ^: ?
! M1 c) A4 v. { i, e7 i
4 导电性的影响因素/ d" Y- v, q0 i
4.1 炭黑性能的影响+ X/ s. b7 ~& N; N( V8 z$ x' L7 q
将炭黑填充到高分子材料中，都会降低其体积电阻率，其降低程度取决于炭黑粒子性能及其填充量。当炭黑的其他特性相同时，其原生粒子越细，原生聚集体越小，高分子混合物的体积电阻率就越低。
0 y9 `0 C; k) m炭黑结构的增加，高分子混合物的体积电阻率将减小。# u; f- V! x8 e! w& H4 Z6 E8 m
高导电性的炭黑基本性能必须是粒径小，比表面积大，结构高度发达，浮获π电子的杂质少，石墨化程度高和具有多孔性。/ i# c1 ^# }" [. l0 D4 g7 T
高分子材料中，炭黑含量的多少，直接影响到导电网络的形成，要赋予高分子材料导电性，其炭黑含量必须达到临界浓度。不同的导电炭黑在同一高分子材料中的临界浓度不同。
* z, T8 N! ?! x$ Q* n- d4.2 高分子材料的影响
7 [( c" J" G/ y) I& U A' V6 z$ c. r 橡胶的种类不同，其炭黑复合材料的导电效果也有差异。容易获得导电性的顺序为：三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶。硅酮橡胶适合大量用做导电橡胶材料。
& B' |. V2 C1 X0 u4 n& x4 Q( O% s- o4.3 加工条件的影响
( z& n7 n# N' m' f 炭黑填充到高分子材料中，受加工条件影响，造成炭黑的分散状态和结构破坏程度的不同，致使其导电性出现很大的差异。因此，炭黑在高分子材料的分散过程应避免分散不足或分散过度，以达到最佳分散状态。
4 t0 x) h, }( d% u ~ 对导电性影响由大到小的顺序为：注射成型、挤出成型、压延成型、加压成型。加压硫化、延长硫化时间会使电阻率较低。
4 \( O5 [" N7 j: [) u9 x5 导电炭黑的选择
n& @- Z K: E+ b2 F3 s性价比是选择导电炭黑的重要指标。! W& I; E3 a3 P5 y
国外导电炭黑如卡博特公司（Cabot）的BP2000、德固萨公司（Degussa）的Printex XE2B、阿克苏公司（AKZO）的ketjen black EC-600JD，其导电性能十分优异，但每吨十多万甚至二十多万的价格也十分惊人。目前国内的导电炭黑，如亚米特的YML-100、华光的HG-1P就导电性来讲，与上述国外品牌相差无几，但每吨一万五左右的价格，便是广大用户可以接受的价位 |
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发表于 2008-4-17 12:41:26
发表于 2008-4-23 21:05:03