主要性質(zhì)

化學性質(zhì)

炭黑的生產(chǎn)工藝不同，則表面的化學性能也有差別。大多數(shù)炭黑的真實表面積大于由粒徑計算出的幾何表面積。這是由于炭黑特別是粒徑小于25nm的炭黑表面存在許多微孔。

據(jù)分析，可在炭黑表面檢測如酚基、醌基、羧基等基團，這些酸性基團濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測到吡喃酮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團的濃度，也可測得炭黑的極性。另外由于炭黑的表面積較大，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分，所以炭黑在運輸，貯存及使用過程中要特別注意吸濕問題。

大部分都是探討導電粒子接觸的幾何學研究。該理論認為，炭黑填充量越大，處于分散狀態(tài)的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導電通路也越多。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分數(shù)就越大，意味著體系的導電性下降，因為炭黑表面含有很強的極性基團，基體極性大，作用增強，這時強度增加，卻妨礙導電粒子自身的凝集，以致導電性差。但是在多組分基體樹脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，這時導電性能取決于炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態(tài)，還取決于偏析相高聚物所占比例。

黑度

黑度是指炭黑所具有的黑色呈現(xiàn)強度。炭黑作著色時，黑度主要基于對光的吸收，對于特定濃度的炭黑，炭黑越細小，則光吸收程度越高。黑度除了受炭黑內(nèi)部的光吸收外，也受由于粒子表面幾何機構(gòu)的影響而產(chǎn)生了具有增亮效應的光散射，這會降低黑度。隨著粒徑的減小，光散射程度降低。只有對于很細的炭黑，提高炭黑的濃度才能提高黑度，對于粗大的炭黑，具支配因素的光散射程度因炭黑數(shù)增加而提高，黑度反而相應降低。

著色強度

著色強度可以理解為抵消白色顏料增白能力的效果。著色強度也是隨著原生粒子的粒徑減小和結(jié)構(gòu)的減小而提高。

色調(diào)

“炭黑粒子”的光散射程度，隨著粒徑的減小而降低，除了影響增光效應，也影響色調(diào)，原因如下：　當可將光穿過一主色為黑色的著色層時，短波的藍光比長波的紅光的散射效應更強烈。炭黑越細，這種效應越顯著。紅光成分由于散射損失較小，因此進入著色層的深度大一些。藍光總體散射強烈，在相反方向，即后方的散射也強烈，于是又從著色層中反射出來。當觀察反射過程時，經(jīng)細炭黑著色的出現(xiàn)藍 調(diào)，會給人黑度更高的感覺。如果炭黑粗大，則相應地呈現(xiàn)棕 調(diào)。當觀察透射過程時，相同的著色層（不完全透明的薄膜）的色調(diào)關(guān)系正好相反，隨著粒徑的減小，散射較強的藍光穿過著色層的深度較小，即藍光穿過著色層至另一面成分較少，從另一面穿出來。因此，由于在觀察的那一面缺少藍光成分，著色層在透射過程中觀察時，便呈現(xiàn)棕 調(diào)。當以鈦白粉調(diào)灰（灰 調(diào)）時的情形，與在透射過程中觀察主色的著色狀況相似，光線在含有黑色顏料塑料片中的白顏料中來回散射，越小粒徑的炭黑，會使可見光內(nèi)藍光的散射越強，因此較多其余的紅光部分便透射過來，呈現(xiàn)出帶黃 調(diào)的灰色，相反地，如著色時用粗粒徑的炭黑，尤其是較為粗大的燈黑，則會得到帶藍 調(diào)的灰色。

分散性

顏料黑越細，炭黑聚集體之間接觸點便越多，結(jié)果它們之間內(nèi)聚力越強，當把顏料黑摻入料，即開始進行始炭黑均勻分布時，則對分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開來， 終達到 高的黑度和著色。與高結(jié)構(gòu)炭黑相比，低結(jié)構(gòu)炭黑較有可能達到高的濃度，但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結(jié)構(gòu)程度的影響，由于高結(jié)構(gòu)炭黑具有良好的分散性能，所以其著色強度也就自然較強。

在使用粉狀炭黑時，會出現(xiàn)分散及令人頭疼的灰塵問題，因此，可使用母粒或漿狀物。

預制炭黑的價格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術(shù)投資少的優(yōu)點，炭黑制劑是有其價值的。

光穩(wěn)定性

光會使塑料老化，尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化。在配合運用有機紫外光吸收劑和抗氧化劑可使壽命延長。然而顏料黑仍然被認為是 的紫外線穩(wěn)定劑。

顏料黑作為紫外光吸收劑，主要用作延長塑料制品在戶外使用壽命。

濃度為0.5%的小粒徑炭黑（20 nm）與2%的相對粗粒徑的炭黑（95 nm）差不多具有同樣的光保護作用。

食品接觸

所有涉及到食品衛(wèi)生法規(guī)定的日用品的著色顏料，包括顏料必須符合規(guī)定的純凈標準。首先，這些標準規(guī)定了一般顏料它的重金屬的含量，其組分在0.1N 中的溶解度（和胃液的酸度一樣），以及規(guī)定芳香氨的含量。而后，特別制定了關(guān)于炭黑的純凈標準，而這一標準因國家而不同。

分類

按生產(chǎn)

主要分為燈黑、氣黑、爐黑和槽黑。

按用途

炭黑按用途不同，通常分為色素用炭黑、橡膠用炭黑、導電碳黑和專用碳黑。

色素用炭黑—國際上，根據(jù)炭黑的著色能力，通常分為三類，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。這種分類通常用三個英文字母表示，前兩個字母表示炭黑的著色能力， 后一個字母表示生產(chǎn)方法。

橡膠用炭黑—橡膠用炭黑原來是按粒徑大小來分類的，但后來改為按氮表面積分類。此外，命名時把炭黑顏料的硫化速度和結(jié)構(gòu)等因素也考慮進去了，由4個系統(tǒng)構(gòu)成。 個英文字母代表膠料的硫化速度，以N代表正常硫化速度，S代表緩慢硫化速度。后面3個為阿拉伯數(shù)字。 個數(shù)字代表炭黑氮表面積范圍，共列為0~9個等級。 和第三個數(shù)字則由美國材料試驗協(xié)會負責炭黑和術(shù)語的D24.41委員會指定的，反映不同的結(jié)構(gòu)程度，也就是炭黑大概的高低結(jié)構(gòu)確定的，有一定的任意性。相對而言，數(shù)字越大，結(jié)構(gòu)越高。

按功能

主要分為補強碳黑、著色碳黑、導電碳黑等。

按型號

主要分為N220、N330