现在讨论市售炭黑的物理性质。颗粒和聚集体的尺寸可能是表征炭黑最重要的参数。为 了对其有一个全面认识，应该了解炭黑的形成机理。在油炉法中，液体原料在温度非常高的 炉中雾化，然后逐步形成炭黑。可以将其分为几个阶段：雾滴蒸发、分子重排、分解。在分 子重排过程中，形成多聚芳炷大尺寸分子。该大分子逐步失去所带的氢，最后几乎变成纯 炭。很容易想像，这样的转化过程必然从液态，经过粘稠态到固态的过程。在液体状态，液滴颗粒结合成更大的除沫器颗粒，或者离解成更小的颗粒，具体取决于液态的混合程度和时间-温 度关系。一般来说，在液态阶段，初级粒子已经形成，它们的尺寸大小由工艺参数决定。随 着氢原子的失去，粘度增加，形成球形颗粒愈发困难。但是，颗粒的碰撞可以使颗粒相互之 间粘结，这是因为它们都在粘稠状态下，可能发生部分融合。这个阶段决定所成聚集体的尺 寸，也就是形成聚集体的初级粒子的个数以及空间分布。随着分解的进行，聚集体最终变成 固体，相互之间不再粘结形成持久的融合点'该阶段后，聚集体尺寸增加的惟一途径是弱吸 引力。这种弱吸引力在炭黑配合过程中很容易被分开。当团聚体形成后，不应该将其置于高 温下，这样可能使晶态变化，就是人们熟知的石墨化。这就是为什么炭黑要用水骤冷。但 是，如果骤冷的时间过早，所形成的炭黑中焦炭的含量就要增加。
图2-19和图2-20显示了低结构与高结构炭黑之间的差别。
上述机理清楚地表明：通过控制工艺参数，就可很容易地控制初级颗粒尺寸，以及团聚 体的结构。尽管平均粒径是ASTM对炭黑分类的基础，但是这个参数平时并不使用，因为该 参数的测量有技术困难。粒径可以用电子显微镜测量，所以很难得到代表性尺寸的准确值。 用粒径分析仪也不能解决这一难题。炭黑的表面积是与颗粒尺寸和团聚体尺寸有关的最有用 的参数，有几种方法可进行测量。最简单的方法是碘值测量，它是一种快速、精确的方法， 但是结果要受到残留可抽提物以及表面氧的影响。还有一种精确并有价值的方法一一BET方 法，可进行快速、准确测量。炭黑的孔隙率可以由BET方法的结果与从水溶液中吸附的大 分子，如：十六烷基三甲基漠化铉之间的差异而估计出来。相似的结果也可由所谓的“产方. 法得到。该方法基于BET的基本原理、可控的吸附条件，并以标准样作参比。大部分牌号 的炭黑孔隙率都相当低，高孔隙率的炭黑通常曾被氧化。
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