炭黑材料释义

炭黑材料释义

炭黑[C.A.S.号 1333-86-4]，英文carbon black，是由气态或液态碳氢化合物（如煤焦油、蒽油、乙烯焦油）在缺氧条件下，经不完全燃烧分解得到的纳米级黑色粉末或胶体颗粒，炭黑主要由95%以上的元素碳，以及少量的氧、硫、氮与灰分所组成，是一种如烟尘一般，质地极为轻盈且细小的物质，所以也被称为炭烟。图1炭黑一般信息与理化性质。

图1炭黑一般信息与理化性质

ICBA**炭黑协会：ASTM D3053-13a 炭黑相关标准术语（Standard Terminology Relating to Carbon Black ）中对关炭黑的定义：

炭黑，名词 — 一种工程材料，主要由元素碳组成，通过碳氢化合物的部分燃烧或热分解得到，其存在形式是由球形初级粒子组成的多核形态聚集体，在给定聚集体[1]中这些初级粒子具有一致的粒子大小，其自身具有乱层石墨型结构。

炭黑原生粒子的粒径在5-500nm之间，其存在形式是炭黑团聚体经造粒处理形成市面上可见的炭黑颗粒。炭黑具有层次结构的形态特征：粒子（即初级粒子（Primary particles））、聚集体(aggregate)和团聚体(agglomerate)。炭黑的基本组成部分是初级粒子，它们几乎不会孤立存在，而是由共价键强力融合成聚集体。初级粒子本质上只是个概念，聚集体形成后，初级粒子便不复存在，它们不再离散，其中也没有物理边界。单个聚集体生成后由范德华力结合在一起，形成团聚体。除非施加足够的力（如剪切力），否则团聚体不会分解成更小的组成部分。初级粒子和聚集体大小是分布式性质，随炭黑品种变化。透射电镜照片显示，虽然初级粒子和聚集体大小在给定炭黑品种中有较大差异，但初级粒子大小在单个聚集体中却基本上一致。

子大小在纳米级范围内。但是，通常初级粒子并不孤立存在于炭黑粉末中。由于初级粒子通过融合／共价键结合在一起，因此初级粒子大小分布与炭黑无关。如上所述，球形初级粒子强有力地结合或融合在一起，形成了称为聚集体的离散实体。聚集体是稳定的结构，能经受剪切力；它们是**小的可分散单元。由于团聚体在施加剪切力时会分开，因此难以准确测量。

根据 ASTM D3053-13a 定义并使用**标准化组织 (ISO)的 2015 年技术规范 80004-1，炭黑被认为是纳米结构的材料（即，具有纳米级内部和表面结构的材料）。