探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究

隨著炭黑填充量的增加，電阻值降低。一般在臨界體積分?jǐn)?shù)處，其電阻值急劇降低。國(guó)內(nèi)外探討填充量依賴性的種種研究，大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究。該理論認(rèn)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(dǎo)電通路也越多。

色素炭黑粒子相互間的靜電高低

一般情況下其細(xì)度應(yīng)≤15 um，在的涂料中，也會(huì)有更高的要求甚至要低于5um，色素炭黑所含的水分越低，對(duì)于分散相對(duì)來(lái)說(shuō)也就會(huì)更加容易一些。這是因?yàn)樵诜稚Ⅲw系中，色素炭黑粒子相互間的靜電高低，與其周?chē)纬傻碾p電層厚度有關(guān)，如果雙電層的厚度降低，就會(huì)直接影響粒子分散穩(wěn)定性的降低。而當(dāng)炭黑（或其他顏料）粒子表面的水份較高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致雙電層厚度降低，從而影響到分散穩(wěn)定性。

炭黑在聚合物中用作導(dǎo)電材料時(shí)

炭黑在聚合物中用作導(dǎo)電材料時(shí),由于它可以不同的比例填充到聚合物中,使聚合物復(fù)合物的電性能可以在101 - 1014Ω·cm 之間選擇,如防靜電聚合物電阻率在105 - 106Ω·cm ;導(dǎo)電聚合物電阻率在103 - 105Ω·cm ;高導(dǎo)電聚合物電阻率在102 - 103Ω·cm ;超導(dǎo)電聚合物電阻率在1 - 103Ω·cm。 和國(guó)外塑料導(dǎo)電專(zhuān)用炭黑品種系列相比,我國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有國(guó)產(chǎn)的塑料導(dǎo)電專(zhuān)用炭黑,許多塑料廠在需要該產(chǎn)品時(shí),只得高價(jià)進(jìn)口,或者采用橡膠用導(dǎo)電炭黑以及橡膠用炭黑來(lái)代替。

炭黑在塑料中的導(dǎo)電機(jī)理是不相同的

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導(dǎo)電機(jī)理是不相同的。一方面是由于炭黑發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu),使炭黑粒子之間相互接觸形成導(dǎo)電通道;另一方面是由于炭黑粒子數(shù)量不足,或分散均勻后,炭黑粒子之間不能相互接觸,在炭黑粒子之間有一層薄的樹(shù)脂形成勢(shì)壘,電子不能直接流通,但當(dāng)有電壓時(shí),電子可以靠隧道效應(yīng)導(dǎo)電,即電子要在勢(shì)壘處發(fā)生電子躍遷,形成隧道導(dǎo)電。實(shí)際上,在聚合物復(fù)合物導(dǎo)電過(guò)程中,這兩種導(dǎo)電機(jī)理是同時(shí)存在的,只是導(dǎo)電的效率不同而已。由于導(dǎo)電復(fù)合物在使用時(shí)的條件不同,如交流、直流、高頻、低頻、電磁波屏蔽等等,炭黑在其中的作用有所區(qū)別。