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炭黑的粒徑顏料炭黑的粒子細(xì)度可低至5 nm,一般說(shuō)來(lái),炭黑粒子不是孤立存在的,而是多個(gè)粒子通過(guò)碳晶層互相穿插,形成鏈枝狀。不同生產(chǎn)工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子,燈黑生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對(duì)粗糙,而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細(xì)的產(chǎn)品。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(gè)粒徑分布范圍。一般來(lái)說(shuō),粒子較細(xì)的品種,粒徑分布較窄,上??ú┨靥己谏a(chǎn)廠家,上??ú┨靥己谏a(chǎn)廠家。炭黑的生產(chǎn)工藝不同,上海卡博特碳黑生產(chǎn)廠家,則表面的化學(xué)性能也有差別。大多數(shù)炭黑的真實(shí)表面積大于由粒徑計(jì)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。
爐黑生產(chǎn)工藝氣黑是在開放大氣中生產(chǎn)的,但爐黑生產(chǎn)工藝則是在缺氧條件下的密閉爐中進(jìn)行的。使用的不是許多束小火,而是一團(tuán)大火焰,以油類作原料,并加入可燃?xì)怏w使之達(dá)到爐內(nèi)所需溫度。而改變爐黑生產(chǎn)工藝條件,可得到所需要之顏料黑。比如:不同條件下,炭黑可達(dá)到廣闊的平均粒徑范圍,從80 nm到小至15 nm,更直到細(xì)小至氣黑那樣小的顆粒。但對(duì)于同一粒徑,氣黑和爐黑還是有區(qū)別的,主要是表面化學(xué)不同。爐黑產(chǎn)品較為粗糙,平均粒徑為40nm。此外,當(dāng)采用爐黑生產(chǎn)工藝時(shí),可加入少量的堿性化合物或其它添加劑以改變聚集體的聚集度和類型,由此可得到高結(jié)構(gòu)或低結(jié)構(gòu)的炭黑。由于爐黑是在幾乎低于大氣壓及空氣不足條件下生產(chǎn)出來(lái)的。所以它們大部分缺乏酸性表面氧化物,然而卻發(fā)現(xiàn)了前面所提到的呈堿性反應(yīng)的吡喃酮結(jié)構(gòu)。關(guān)于爐黑的堿性pH值,是因?yàn)樵诮K止炭黑生成時(shí)噴射淬化冷水中加入堿土,以及為降低結(jié)構(gòu)而添加的堿性鹽。另外,如果此爐黑不再進(jìn)行氧化后處理,則其揮發(fā)份含量較低。
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(yīng),也影響色調(diào),原因如下: 當(dāng)可將光穿過(guò)一主色為黑色的著色層時(shí),短波的藍(lán)光比長(zhǎng)波的紅光的散射效應(yīng)更強(qiáng)烈。炭黑越細(xì),這種效應(yīng)越***。紅光成分由于散射損失較小,因此進(jìn)入著色層的深度大一些。藍(lán)光總體散射強(qiáng)烈,在相反方向,即后方的散射也強(qiáng)烈,于是又從著色層中反射出來(lái)。當(dāng)觀察反射過(guò)程時(shí),經(jīng)細(xì)炭黑著色的出現(xiàn)藍(lán)**調(diào),會(huì)給人黑度更高的感覺。如果炭黑粗大,則相應(yīng)地呈現(xiàn)棕**調(diào)。當(dāng)觀察透射過(guò)程時(shí),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(qiáng)的藍(lán)光穿過(guò)著色層的深度較小,即藍(lán)光穿過(guò)著色層至另一面成分較少,從另一面穿出來(lái)。因此,由于在觀察的那一面缺少藍(lán)光成分,著色層在透射過(guò)程中觀察時(shí),便呈現(xiàn)棕**調(diào)。當(dāng)以鈦白粉調(diào)灰(灰**調(diào))時(shí)的情形,與在透射過(guò)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(lái)回散射,越小粒徑的炭黑,會(huì)使可見光內(nèi)藍(lán)光的散射越強(qiáng),因此較多其余的紅光部分便透射過(guò)來(lái),呈現(xiàn)出帶黃**調(diào)的灰色,相反地,如著色時(shí)用粗粒徑的炭黑,尤其是較為粗大的燈黑,則會(huì)得到帶藍(lán)**調(diào)的灰色。
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