炭黑的分類

   炭黑（carbon black），是一種無定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大，從10－3000m2／g，是含碳物質(zhì)（煤、天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。

　　炭黑一般是指碳單質(zhì)微粒，一般是由于有機(jī)物燃燒不充分，其中的氫元素和氧元素轉(zhuǎn)化為水，而碳元素燃燒不充分，就會脫離分子，形成炭黑。用爐黑生產(chǎn)工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑，同一品種的炭黑，其粒子大小并不完全相同，呈現(xiàn)一個粒徑分布范圍。一般來說，粒子較細(xì)的品種，粒徑分布較窄。顏料黑越細(xì)，炭黑聚集體之間接觸點(diǎn)便越多，結(jié)果它們之間內(nèi)聚力越強(qiáng)，當(dāng)把顏料黑摻入料，即開始進(jìn)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，最終達(dá)到最高的黑度和著色。

　　炭黑的密度有兩種，一種是真密度，即由組成炭黑的元素及結(jié)構(gòu)（或晶體結(jié)構(gòu)）確定，在沒有特別說明的情況下，炭黑的密度指真密度；另一種是傾注密度或視密度，其隨炭黑的加工條件變化而不同，需經(jīng)常測定。視密度主要為工程設(shè)備以及包裝、貯運(yùn)等容器的容積計算提供依據(jù)。

　　粒徑小、結(jié)構(gòu)高的炭黑傾注密度小。粒子小、結(jié)構(gòu)高、表面純凈和表面粗糙度大的炭黑導(dǎo)電性好。

　　按照用途可把其分為兩類：橡膠用炭黑、色素炭黑

　　1、色素用炭黑的分類

　　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。這個分類系統(tǒng)常用三個英文字母表示。前兩個字母表示著色能力，后一個表示生產(chǎn)方法。

　　例如：高色素槽黑 HCC（high color channel）

　　高色素爐黑 HCF（high color furnace）

　　色素用炭黑主要根據(jù)粒徑和黑度進(jìn)行分類。高色素槽黑（10－14nm），中色素槽黑（15－27 nm）、中色素爐黑（17－27 nm）、低色素爐黑（28－70 nm）。

　　2、橡膠用炭黑的分類

　　命名系統(tǒng)是把炭黑膠料的硫化速度和結(jié)構(gòu)等因素考慮進(jìn)去的，由4個系統(tǒng)構(gòu)成。第一個字母代表英文字母代表膠料的硫化速度。N代表正常（normal）硫化速度，S代表緩慢（slow）硫化速度。后面3個字母第一字母代表炭黑氮表面積范圍。第二個和第三個數(shù)字是反應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)程度。

　　N220適用于各種橡膠，耐磨性比N330高10％－20％，能賦予膠粒膠高的拉伸強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，并有一定的導(dǎo)電性。主要用于載重胎、乘用胎的胎面膠，及需要高強(qiáng)度、高耐磨的橡膠制品。

　　N234耐磨性比N220約高10％，在高苛刻度下使用，更能顯示出良好的耐磨性能。主要用于高速輪胎面膠和高質(zhì)量的橡膠制品。

　　N326在天然橡膠中具有較高的拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、耐磨性及抗蹦裂性能。主要用于要求強(qiáng)度高、生熱低的輪胎（包括越野胎）胎面膠，也適用于輸送帶、密封制品及其他高質(zhì)量橡膠工業(yè)制品。

　　N330是一種補(bǔ)強(qiáng)性能良好的炭黑，能賦予膠粒較好的強(qiáng)伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和彈性。主要用于輪胎胎面、簾布膠、胎側(cè)及各種橡膠工業(yè)制品。

　　N339在胎面膠料中的補(bǔ)強(qiáng)性能、耐磨性能及抗裂口增長性能近于N220炭黑，特別適用于丁苯橡膠與順丁膠并用體系。主要用于乘用胎、卡車胎胎面膠，輸送帶、膠管及各種要求耐磨性高的橡膠工業(yè)制品。

　　N375與N339性能基本相同，生熱比N339稍低。主要用于轎車胎、載重胎及越野胎胎面膠。

　　N550適用于天然橡膠和各種合成橡膠，易分散，能賦予膠料較高的挺性，壓出速度快，口型膨脹小，壓出表面光滑。硫化膠的高溫性能及導(dǎo)熱性能良好，補(bǔ)強(qiáng)性能、彈性和復(fù)原性亦較佳。主要用于輪胎簾布膠、胎側(cè)、內(nèi)胎及壓出、壓延制品膠料中。

　　N539使用于本品的膠料，其壓出表面光滑，口型膨脹小。硫化膠的拉伸強(qiáng)度和伸長率較高，定伸應(yīng)力較N550低，彈性和耐疲勞性能均較好。主要用于輪胎胎體膠料，尤其適用于以天然橡膠為主的緩沖層膠料，亦可用于輪胎基部膠料、膠帶覆蓋和其它橡膠制品及電線、電纜護(hù)套料中。

　　N660本品適用于各種橡膠，與半補(bǔ)強(qiáng)碳黑相比，具有較高的結(jié)構(gòu)，粒子較細(xì)，在膠料中易分散，硫化膠的拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度和定伸應(yīng)力較高，而變形小，生熱低，彈性和耐屈擾性能良好。主要用于胎輪簾膠布、內(nèi)胎、自行車、膠管、膠帶、電纜、鞋類及壓延制品、模型制品等。

　　N774適用于各種橡膠，是除熱裂法炭黑之外的粒徑最大（產(chǎn)品粒徑為80－170nm）、結(jié)構(gòu)最低的炭黑品種，多用于輪胎胎體的緩沖層和簾布層膠料、膠管、壓出制品、各種工業(yè)橡膠制品，以及電線、電纜等在膠料中可以大量填充，其硫化膠伸長率高、生熱低、彈性高、耐老化性能良好。亦可代替熱裂法炭黑使用。

　　熱裂解法炭黑：橡膠炭黑N990系列炭黑則采用天然氣為原料，在隔絕空氣的條件下無火焰燃燒，裂解生成，稱熱裂解法炭黑，碳黑N990其基本性能與爐法炭黑有較大區(qū)別。

　　炭黑N990優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

　　一、粒子尺寸和分布，平均粒子尺寸為280nm，氮表面積7－11平方米／克，吸磺值為10克／公斤，CTAB法表面積為9平方米／克；

　　二、粒子聚集度很小或說結(jié)構(gòu)很低，顯示為許多單獨(dú)的球形炭黑粒子，基他部分由為數(shù)不多的熔接粒子組成，對比其它品種炭黑，整體聚集度很低。

　　補(bǔ)充：熱裂解炭黑是所有炭黑品種中粒徑最大的品種，（N990：200－500nm，N880：100－200nm），較早些時候，熱裂解炭黑用于汽車零配件的填充料使用，那時候熱裂解炭黑的用途比較窄，價格也較為便宜。后來發(fā)現(xiàn)熱裂解炭黑具有填充量高，膠料的彈性好，永久不變形性能優(yōu)越而被大量使用與汽車、機(jī)床等橡膠制品中，價格也隨著需求的增加和天然氣價格的提高而提高。由于價格上漲，下游廠家多以天然氣半補(bǔ)強(qiáng)和噴霧炭黑代替，熱裂解炭黑的需求有所下降，但在個別行業(yè)中，熱裂解炭黑以其良好的使用性能任然在使用。