炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构炭黑。按性能可分为“补强黑”、“色素炭黑”、“导电黑”、“耐磨黑”等。粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性,并用统计方法解释这个现象。粒径分布宽的炭黑,少数大直径粒子需要数目巨大,直径更小的粒子给予补偿,相同平均粒径分布宽的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子总数。
炉黑生产工艺
炉黑生产工艺则是在缺氧条件下的密闭炉中进行的。使用的不是许多束小火,而是一团大火焰,以油类作原料,并加入可燃气体使之达到炉内所需温度。而改变炉黑生产工艺条件,可得到所需要之颜料黑。在工业生产中做为不可或缺的化工原料,具有补强与着色的特性,是多数塑料、橡胶制品中的添加剂,其中在轮胎中的用量占世界总量的七成之多。比如:不同条件下,炭黑可达到广阔的平均粒径范围,从80 nm到小至15 nm,更直到细小至气黑那样小的颗粒。但对于同一粒径,气黑和炉黑还是有区别的,主要是表面化学不同。炉黑产品较为粗糙,平均粒径为40nm。此外,当采用炉黑生产工艺时,可加入少量的碱性化合物或其它添加剂以改变聚集体的聚集度和类型,由此可得到高结构或低结构的炭黑。
使用者在选择色素炭黑的时候首先要考虑下想要用色素炭黑达到一个什么样的目的。着色、调色、抗紫外线还是起导电作用。高结构炭黑颗粒细,网状链堆积紧密,比表面积大,单位质量颗粒多,有利于在聚合物中形成链式导电结构。如果想要达到着色的作用,那么就要选择黑度高、粒径小的炭黑,但一定要保证炭黑经过公道的、完全的分散,否则反而会背道而驰,达不到原来要求。如果想要达到抗紫外线的作用,主要用在塑料和橡塑里,那么就要选择中等粒径、结构稍高些的炭黑,它们的抗紫外线性能上佳。