炭黑的导电性能与碳黑粒子的内部微观结构的改变、表面性质、粒子大小和结构密切相关。炭黑粒子内部微观结构的改变对它的导电性能有显著的影响,石墨化的炭黑具有较高的导电率。当炭黑表面含有挥发分或焦油状杂质(即溶剂抽出物)时,由于炭黑粒子表面覆盖一层含氧化合物的膜或油状烃分子薄膜,使炭黑粒子表面形成一层绝缘层。这种绝缘层的存在会显著地增加炭黑的电阻。把炭黑在真空中或惰性气体中加热除去含氧挥发分或油状杂质后,其电阻会显著减小。当炭黑粒径减小,即它的分散度增加时,由于在单位体积内炭黑粒子数目增加,也会使其电阻减小。因此可以说,较细粒子的炭黑具有较好的导电能力。炭黑的结构是影响炭黑导电性能最重要的因素。这显然是由于炭黑链枝结构或纤维结构的存在,造成交织联结的更多的导电通路所致。
炭黑导电性能的测定,通常是测定干炭黑的粉体比电阻。也就是把炭黑在一个绝缘的圆筒中用金属柱塞电极压缩到恒压或恒体积时,测定其电阻值并算出比体积电阻。前者称定压法,后者称定容法。测定炭黑比电阻的装置如上图3-12所示。途中所示的三种装置大同小异。装置主要由一个不锈钢的柱塞,称上电极和一个带绝缘塑料内衬的不锈钢圆筒组成,圆筒与活塞紧密地配合。在A型装置中,用支架和基座把圆筒固定,基座相当于下电极。如果采用定容法,要求压缩到体积恒定时,要在上电极活塞上划上刻线。B型装置适于定压法。C型装置适于定容法,在上部加一定重量的砝码,即可压缩到一定高度。用定压法测定炭黑的比电阻,常常应用粉料比电阻测定仪压缩并进行测定。由于在不同的压力下所测得的炭黑的比电阻不同,所以在全部测定中为了求得相对数值,必须采用相同的压力,通常为100～130kg/cm2 。实验证明,对结构较高的炭黑,采用定容法所测得的比电阻更能反映出与应用性能的关系。在测定炭黑试样的电阻之前,必须测定所谓接触电阻或称内阻,它包括线路的电阻及炭黑和上、下电极间接触而存在的电阻。结果按下式计算:
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