VIP服务
炭黑主要是由碳元素组成的，含碳量为90%?99%;也含有少量的氧、氢、氮和硫。这些元素主要来自炭黑的原料，炭黑生成过程及生成后的氧化过程被带入炭黑中。除少量氢存在于炭黑粒子内部外，多数的"杂原子"都键合在炭黑的粒子表面，形成不同的官能团。
槽法炭黑的谈含量多在3%-8%范围内，氢含量小于1%，而热裂法炭黑的氧、氢含量均比较少。炭黑中的硫来源于原料油或原料气(如天然气、焦炉煤气)，炉法炭黑的硫含量一般在0.6%左右，而热裂法炭黑几乎不含硫。色素炭黑含有大量的氧，这是由于色素炭黑在生成时接触较多的氧或经过后期氧化处理所致，特别是在400度左右氧化时，容易形成含氧基团碳-氧表面基团在炭黑粒子表面上，重要的表面基团是含氧基团，它影响着炭黑的理化性能，如湿润性、催化活性以及化学性能。这些含氧基团分为酸性氧化物、碱性氧化物和中性氧化物三类。当碳与氧在温度达400度时处理，或者在室温下碳与氧化溶液接触，则生成酸性氧化物。这些表面基团的热稳定性较差，在300?800度的惰性气氛中或真空条件下热处理时便会分解，析出二氧化碳和水蒸气。酸性表面基团主要为羧基、羟基、醌基、内酯基或。02凝结层，酸性主要来源于羧基。
当炭黑在1000"的惰性气氛或真空中热处理时，释放出所有表面复合物之后，再冷却至室温，并与氧气接触，此时生成碱性氧化物。
中性表面氧化物是由于在碳表面上的不饱和区〈烯类)对氧的不可逆吸附而形成的。氧原子组成-C-C-O-C-C-键，在真空热处理时，分解成二氧化碳，中性表面氧化物比酸性表面氧化物更为稳定，它在500?600度时才开始分解。
碳-氢表面基团氢是以化学吸附水、部分羟基、酚基和氢醌基团的方式存在于炭黑中，此外，也有少量的氢原子直接键合在碳原子上，构成C — H键。炭黑的元素分析表明，氢含量在0.01%?0.7% (质量分数)范围内。炉法炭黑中，氨含量有随炭黑比表面积降低而增加的趋势。炭黑中的氢主要分布在碳的表面上，少量位于碳的晶格内。
与碳-氧表面复合物相比，碳-氢复合物更为稳定，在惰性气氛或真空中高温热处理时，逸出水和元素氨。当温度约700度时有少量的氢被解吸。在1000度到1200度时大量的氢开始解吸。然而，即使在1200度时，仍然有一定比例的化学吸附氢滞留在炭黑内，直至1600度时，后残留的吸附氢才会被排出。
其他化学官能团除氧和氢以外，炭黑中也存在其他元素与碳形成的官能团。这些元索有的是炭黑原料如油和气带入的，有的则是炭黑后处理时形成的。
硫在炭黑中的含量可达1%，并以多种形式存在，如元素硫、无机盐和有机硫化物。元素硫约占硫含量的10%，在橡胶应用中，它有助于胶料硫化时的交联。化学吸附的硫，以碳-硫表面复合物的形式出现，热稳定性较高，当用强回流，在1000度真空或惰性气体中加热时，也不会分解。但是，当在500?700度用氢作热处理时，可完全解吸为只H2S。
炭黑氧正常生产的炭黑在存放时，由于与空气和水蒸气接触发生缓慢自然氧化，这种现象在新生产炭黑的前三个月内较为明显，以后比较稳定。自然氧化的结果使炭黑表面髙活性吸附点减少，表面复合物增加，碳黑吸值和PH值稍有降低。www.tstanhei.com
簡繁切換