塑料导电专用炭黑的发展历史

炭黑95 %以上用于橡胶制品,炭黑作为导电性材料,特别是乙炔炭黑,主要用于干电池中,在塑料中用作导电性功能填料是一个较新的领域。但乙炔炭黑的生产造成的环境污染比较严重,而且乙炔炭黑在橡胶、塑料中的加工性较差,制成品的力学性能也较差。合成氨重油造气时副产的炭黑,由于其制造成本太高,而且它在塑料中的分散性非常差,使塑料制品的力学性能损失严重,因而不能用作导电材料,其在塑料中的使用价值、用量非常有限。油炉法炭黑品种中还没有专用的塑料用导电炭黑,曾列入ASTM D 1765 —96a.“橡胶用炭黑”标准中的N472 (美国Cabot 公司生产的XC - 72) ,是60 年代开发的一种橡胶用导电炭黑,由于它的粒径较大,在塑料中的分散性也较好,是一种良好的塑料用导电炭黑。以后德国Degussa 公司开发了Corax L 系列导电炭黑,日本旭碳公司也于60 年代中期开发了一种橡胶用导电炉黑,等等。

炭黑工业研究设计院前几年曾开发的橡胶用导电炉法炭黑TD 系列产品是基于降低炭黑粒子的粒径,提高炭黑的比表面积来获得较好的导电性,它们在橡胶中使用时可以借助强劲的剪切力而获得良好的分散,制得导电性好、力学性能好的导电橡胶制品。但当将其用于塑料制品时,依然存在力学性能差、使用效果不好的缺陷。这同样是由于TD 系列炭黑不能在塑料中

获得良好的分散所致。

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导电机理是不相同的。一方面是由于炭黑发达的结构,使炭黑粒子之间相互接触形成导电通道;另一方面是由于炭黑粒子数量不足,或分散均匀后,炭黑粒子之间不能相互接触,在炭黑粒子之间有一层薄的树脂形成势垒,电子不能直接流通,但当有电压时,电子可以靠隧道效应导电,即电子要在势垒处发生电子跃迁,形成隧道导电。实际上,在聚合物复合物导电过程中,这两种导电机理是同时存在的,只是导电的效率不同而已。由于导电复合物在使用时的条件不同,如交流、直流、高频、低频、电磁波屏蔽等等,炭黑在其中的作用有所区别。