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导电炭黑技术应用与分析（3-2）
点击数：1746次 发布时间：2016年3月10日
随着炭黑填充量的增加，电阻值降低。一般在临界体积分数处，其电阻值急剧降低。国内外探讨填充量依赖性的种种研究，大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为，炭黑填充量越大，处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子集合体的密度也越大，粒子间的平均距离越小，相互接触的几率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合体形成的导电通路也越多。
不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大，炭黑临界体积分数就越大，意味着体系的导电性下降，因为炭黑表面含有很强的极性基团，基体极性大，作用增强，这时强度增加，却妨碍导电粒子自身的凝集，以致导电性差。聚苯乙烯比聚丙烯、聚乙烯极性要强些，与炭黑极性更相近，所以达到相同的导电率需要更多的炭黑。但是在多组分基体树脂与炭黑组成的共混体系中，由于不同基体的极性不同，填充炭黑会产生偏析现象，这时导电性能取决于炭黑粒子在偏析相中的浓度和分布状态，还取决于偏析相高聚物所占比例。
用钛酸酯类偶联剂处理炭黑表面，既可改善抗静电性能，又可提高熔体流动性和材料力学性能，而分散剂和非表面活性剂可以防止炭黑粒子的聚集，使其在聚合物当中能够均匀分散。此外将炭黑与陶土、滑石粉等物质并用，也可以提高改性效果。
在炭黑中加入低分子蜡，体系的粘度下降，导致体系所受剪切力作用减小，同时低分子蜡包容、浸润炭黑粒子，使炭黑粒子内聚力下降。这两种力下降幅度随着分子蜡用量不同而不同。当剪切力的下降幅度大于内聚力的下降幅度时，炭黑就不能均匀分散，导电性能较差。
加工工艺也是影响导电性能的重要因素，主要包括：混炼条件、聚合物粘度、成型方法、热处理及存放熟化等。
混炼条件影响导电性的研究有很多，国外科学家通过调节混炼时间分别测定对应的电阻值、力学性能及分散性结果表明，电阻值随着混炼时间增加急速下降，达到一个最低值后，又逆向升高。
在低含量炭黑的情况下，这种影响也不明显，但在临界含量时，由于剪切对少量链接成通路的炭黑破坏严重，这时影响就十分敏感，而高含量时，由于链接作用的炭黑将会很多，在遭受链式破坏时，又会形成新的链式结构，这时受混炼条件影响又重新减弱。
不同成型方法对材料导电性影响很大。热敏导电材料在采用不同的成型方法时就显示不同导电特征，压制成型过程中，对材料的导电特性影响不大。注射成型过程中增加一个熔融混合过程，使炭黑粒子在注射过程中纵向和横向重新分布，使电阻增大。挤出成型时，在一定剪切力作用下，使炭黑粒子进一步分散，材料导电性提高。因此许多研究认为最适合采用的成型方法为挤出成型。导电炭黑
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