探討導電粒子接觸的幾何學研究

隨著炭黑填充量的增加，電阻值降低。一般在臨界體積分數(shù)處，其電阻值急劇降低。國內外探討填充量依賴性的種種研究，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。

色素炭黑粒子相互間的靜電高低

一般情況下其細度應≤15 um，在的涂料中，也會有更高的要求甚至要低于5um，色素炭黑所含的水分越低，對于分散相對來說也就會更加容易一些。這是因為在分散體系中，色素炭黑粒子相互間的靜電高低，與其周圍形成的雙電層厚度有關，如果雙電層的厚度降低，就會直接影響粒子分散穩(wěn)定性的降低。而當炭黑（或其他顏料）粒子表面的水份較高時，就會導致雙電層厚度降低，從而影響到分散穩(wěn)定性。

炭黑在聚合物中用作導電材料時

炭黑在聚合物中用作導電材料時,由于它可以不同的比例填充到聚合物中,使聚合物復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 ;導電聚合物電阻率在103 - 105Ω·cm ;高導電聚合物電阻率在102 - 103Ω·cm ;超導電聚合物電阻率在1 - 103Ω·cm。 和國外塑料導電專用炭黑品種系列相比,我國現(xiàn)在還沒有國產(chǎn)的塑料導電專用炭黑,許多塑料廠在需要該產(chǎn)品時,只得高價進口,或者采用橡膠用導電炭黑以及橡膠用炭黑來代替。

炭黑在塑料中的導電機理是不相同的

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電機理是不相同的。一方面是由于炭黑發(fā)達的結構,使炭黑粒子之間相互接觸形成導電通道;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脂形成勢壘,電子不能直接流通,但當有電壓時,電子可以靠隧道效應導電,即電子要在勢壘處發(fā)生電子躍遷,形成隧道導電。實際上,在聚合物復合物導電過程中,這兩種導電機理是同時存在的,只是導電的效率不同而已。由于導電復合物在使用時的條件不同,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。