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1.炭黑的比表面積：炭黑的比表面積是指單位質(zhì)量炭黑粒子表面積的總和。炭黑的表面積包括外表面積和內(nèi)表面積。它的比表面積與粒徑大小成反比，即粒徑小的炭黑比表面積大，粒徑大的炭黑比表面積小。炭黑的表面粗糙度與炭黑比表面積相關(guān)，可用炭黑總比表面積與外比表面積的比值表征。
2.炭黑比表面積的測(cè)定方法有以下幾種：
A.電子顯微鏡法 B氮吸附法 C吸碘值測(cè)定法 D統(tǒng)計(jì)吸附層厚度法 E CTAB吸附法
3.炭黑比表面積對(duì)性能的影響：
炭黑的比表面積是它最重要的特征之一。這是由于炭黑是一種比表面積較大的物質(zhì)。它的表面粗糙有微孔。炭黑對(duì)橡膠輥的補(bǔ)強(qiáng)首先是其聚集體表面對(duì)橡膠分子鏈的可及性。橡膠分子鏈不能進(jìn)入這些微孔內(nèi)，以及橡膠分子接觸不到粗糙表面的凹面。這就提出了炭黑的內(nèi)表面積/外表面積/總表面積的問題。
炭黑的總表面積是以1g炭黑的表面積表示的，數(shù)值上等于外表面積與內(nèi)表面積之和。炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑它必須與橡膠分子鏈相結(jié)合才能起到補(bǔ)強(qiáng)作用，這一結(jié)合必須依賴于炭黑的表面來完成。補(bǔ)強(qiáng)作用的大小，也就取決于結(jié)合的程度，表面的大小。炭黑粒子直徑與表面積成反比。排除其他因素的影響，炭黑粒子越小，單位質(zhì)量炭黑所具有的表面積越大，對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用越大，混入時(shí)間增加，分散能力下降，脫輥性增加，粘度增大，壓出光滑程度提高，而燒焦時(shí)間，壓出收縮率，壓出速率減小，對(duì)膠輥的性能影響是硬度增大，拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)，生熱/導(dǎo)電性增加，耐磨耐撕裂性能，抗割口增長(zhǎng)性，耐屈繞性提高。定神應(yīng)力增加大最大后下降，伸長(zhǎng)率減小到最小后增加，壓縮變形變化小。
4.結(jié)構(gòu)程度：
炭黑的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。炭黑在生成過程中，先是由原料油生成很小的炭黑微粒，這些熾熱的粒子互相碰撞而發(fā)生熔結(jié)，因而形成上述鏈狀或葡萄狀。炭黑粒子連結(jié)在一起，并熔結(jié)而成的三維空間聚集體結(jié)構(gòu)稱為“一次結(jié)構(gòu)”。聚集體之間由范德華力凝聚而成的附聚體結(jié)構(gòu)稱為“二次結(jié)構(gòu)”。
炭黑結(jié)構(gòu)對(duì)橡膠輥補(bǔ)強(qiáng)性能的影響：
結(jié)構(gòu)性高的炭黑，其聚熔體形態(tài)復(fù)雜，枝叉多，內(nèi)部空隙大，當(dāng)與橡膠混合后，形成吸留橡膠多，由于炭黑聚熔體能阻礙被吸留的橡膠分子鏈變形，因而對(duì)橡膠輥的定伸應(yīng)力，硬度等性能有顯著提高。結(jié)構(gòu)化程度對(duì)定伸應(yīng)力的影響最為突出。在相同的徑粒下，結(jié)構(gòu)化程度越高，定伸應(yīng)力越大，這一影響超過了徑粒對(duì)橡膠輥的影響。
需要注意的是：在結(jié)晶性橡膠如天然橡膠中，使用高結(jié)構(gòu)炭黑，硫化膠的拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度低于使用低結(jié)構(gòu)炭黑，這時(shí)降低炭黑的結(jié)構(gòu)性有助于拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度的提高。在非結(jié)晶性橡膠中，高結(jié)構(gòu)炭黑有助于拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度的提高。
結(jié)構(gòu)性越高的炭黑，橡膠輥的電阻下降越大。乙塊炭黑具有很高的結(jié)構(gòu)性，能賦予橡膠輥很好的導(dǎo)電性。
5.炭黑粒徑及其對(duì)橡膠輥補(bǔ)強(qiáng)性能的影響：
炭黑原生粒子除熱裂法炭黑外，幾乎所有炭黑的球形粒子都不是單獨(dú)存在的，而是在炭黑生成過程中聚熔在一起形成炭黑聚集體的一個(gè)區(qū)域。聚集體是炭黑單獨(dú)存在在最小單元。
炭黑的活性點(diǎn)存在于炭黑的表面，因此粒子越小，比表面積越大，相同質(zhì)量炭黑的活性點(diǎn)也就越多，就能更好的發(fā)揮炭黑對(duì)橡膠的化學(xué)結(jié)合和物理吸附作用，從而提高炭黑對(duì)橡膠輥的補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。
炭黑粒子小，分布窄，則膠料的強(qiáng)伸性能和耐磨性能好。
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性能 |
當(dāng)粒徑減小時(shí) |
當(dāng)結(jié)構(gòu)性增加時(shí) |
當(dāng)表面粗糙度增加時(shí) |
當(dāng)用量增加時(shí) |
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拉伸強(qiáng)度 |
提高（顯著） |
結(jié)晶橡膠下降，非結(jié)晶橡膠提高 |
下降 |
出現(xiàn)極大值 |
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定伸應(yīng)力 |
提高（不顯著） |
提高（顯著） |
下降 |
提高 |
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硬度 |
提高 |
提高（顯著） |
下降 |
提高 |
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拉斷伸長(zhǎng)率 |
下降 |
下降 |
提高 |
下降 |
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撕裂強(qiáng)度 |
提高 |
結(jié)晶橡膠下降，非結(jié)晶橡膠提高 |
提高 |
出現(xiàn)極大值 |
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耐磨性 |
提高 |
提高 |
下降 |
出現(xiàn)極大值 |
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回彈性 |
下降 |
定變形下下降，定負(fù)荷下提高 |
提高 |
下降 |
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生熱 |
提高 |
定變形下提高，定負(fù)荷下出現(xiàn)極小值 |
定變形下下降，定負(fù)荷下提高 |
提高 |
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導(dǎo)電性 |
提高 |
提高（顯著） |
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提高（顯著） |
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