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炭黑的表面活性是怎样的

2020-07-30 17:10:35
炭黑表面活性被猜测主要来自表面官能团和表面微结构(石墨微晶)。炭黑表面存在着以氧(O)为主的少量其他元素(H、O、S等),虽然这些元素含量少,但对炭黑表面性质有着重要的影响。炭黑表面存在众多官能团,其中以氧(O)形成的含氧官能团对炭黑表面性质的影响最为明显。众多学者对炭黑表面的官能团进行了表征及炭黑表面修饰,道奈采用反气相色谱技术(iinverse gas chromatographyIGC),王道宏等采用酸碱滴定法,从宏观统计的角度对炭黑表面官能团进行了详细深入的研究,明确了含氧官能团的种类,C-OH、C=O和COOH对炭黑表面活性影响最大。这些方法具有大量统计的规律,从侧面证明炭黑表面官能团对炭黑表面活性的影响。
炭黑表面活性
       炭黑由石墨化微晶组成,研究表面石墨微晶性质即是研究表面活性。道奈采用TEM、AFM及扫描隧道显微镜(canningtunnellingmicroscopy,STM)研究了炭黑的微观形貌及物理结构特征,他提出了炭黑的活性区域源于炭黑边缘的芳香环结构,因为芳香环能量高并易与橡胶分子链发生作用,从而补强橡胶,提高轮胎的物理强度、耐磨性能等。周洁用AFM研究热裂解法炭黑的表面微结构,发现其表面是大量具有明显缺陷和扭曲的无定形碳原子结构及少量由规则六角环构成的石墨微晶,这些层面互相交错并且内聚,热解过程中未被无机灰分和碳质沉积物覆盖的活性点可能就存在于这些层面的边缘,与道奈对补强炭黑表面原子水平微结构研究结果一致,填补了国内热裂解法炭黑表面原子水平微结构研究的空白。R.Bandyopadhyaya等利用纳米结构操纵装置,在TEM上成功地测试了炭黑聚集体的力学行为,发现炭黑粒子链具有力学弾性,形成的网络类似于高分子的力学结构。
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