碳系導(dǎo)電填料 碳系導(dǎo)電填料主要包括炭黑、石墨、碳纖維和碳納米管四大類。
炭黑是由烴類化合物經(jīng)熱分解制得的。由于制造工藝的不同，炭黑的結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)有很大區(qū)別，其導(dǎo)電性能也不同。一般來(lái)說(shuō)，高形態(tài)結(jié)構(gòu)的炭黑(如乙炔炭黑)，其粒子鏈和網(wǎng)絡(luò)能形成導(dǎo)電性配合體，則導(dǎo)電性很高；而低形態(tài)結(jié)構(gòu)的炭黑，缺乏粒子鏈，導(dǎo)電性就較差。用于導(dǎo)電涂料和其他導(dǎo)電制品的炭黑常采用導(dǎo)電槽黑、導(dǎo)電爐黑、超導(dǎo)電爐黑、特導(dǎo)電爐黑、乙炔炭黑。炭黑雖然導(dǎo)電性不好，但是能滿足防靜電的要求，具有優(yōu)越的耐候性、耐化學(xué)品性，且成本低，來(lái)源豐富，如用量得當(dāng)，對(duì)涂料的物理性能影響不大，故炭黑被廣泛應(yīng)用于防靜電涂料中。炭黑作導(dǎo)電填料最大的缺點(diǎn)是本身為黑色、添加量大、制品只能做成灰色和黑色等幾種簡(jiǎn)單的深色，很難調(diào)制成其他明亮的顏色，因此多被用來(lái)作導(dǎo)電中底涂層。
石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的導(dǎo)電性，這是由于晶體中未參與雜化的P電子比較自由，相當(dāng)于金屬晶體中的自由電子。因此石墨也是可供選用的導(dǎo)電填料。實(shí)踐中常將石里和炭黑混合使用，或?qū)?dǎo)電率不同的炭黑混合使用，來(lái)滿足不同的要求。將天然麟片狀石墨經(jīng)插層、水洗、干澡、高溫膨化后得到一種疏松多孔的蟠蟲狀物質(zhì)，叫膨脹石墨，又稱柔性石墨，有著與粉狀石里不同的導(dǎo)電機(jī)理。膨脹石墨蠕蟲是一種蠕蟲狀納米管材，本身形成了很好的導(dǎo)電通路，將它作為導(dǎo)電填料，當(dāng)其濃度達(dá)到蠕蟲間能夠互相咬合時(shí)，蠕蟲便如同金屬導(dǎo)線一般，從而具有了良好的導(dǎo)電性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明蠕蟲填料涂層具有非常穩(wěn)定的體積電阻率，幾乎不隨其他填料的加入量而發(fā)生變化。研究顯示，以膨脹石墨蠕蟲為填料的電阻率比以石墨粉為填料的涂料電阻率低4-6個(gè)數(shù)量級(jí)。
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